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732
皇帝 | 2018-11-12 08:51:24

天空為什麼是藍色的?(陽光明明是白光啊!

這個看似沒那麼困難的問題,竟然難倒了很多物理大師,包括達文西、牛頓、克勞修斯、赫歇爾等人。他們都曾對此自然現象提出解釋,有的說是空氣中的塵埃反射陽光所造成,有人則認為是陽光經過水氣形成的干涉。然而越是乾淨的大氣或越是乾爽的天氣,天空看起來越藍,可見與塵埃與水氣無關。結果這個問題一直到十九世紀末才由英國物理學家瑞利男爵解決。

原來當入射光的波長比碰到的微粒還要大很多時,就會產生散射。瑞利發現散射強度與波長的四次方成反比(稱為「瑞利散射」),也就是說波長越短,越容易散射。空氣分子本身非常小,對可見光都會產生散射,但可見光中的藍紫光波長最短,所以會有更多的藍紫光不斷在大氣中散射,其散射比率高達紅光的五倍。而我們視網膜的感光細胞對藍光比對紫光更加敏感,所以天空看起來才是藍色的。

清晨或黃昏時,陽光在大氣中得經過更長的路徑才到達我們眼睛,有更多藍光在中途被散射了,所以朝日與夕陽看起來都是橙紅色的。彩霞就是雲反射陽光,所以也是橙紅色。天空不再是白天的藍色,是因為光線變弱了,而呈暗黑色。

除了「瑞利散射」,瑞利還解釋了我們如何判別聲音的方位。原來左右兩只耳朵接收到的音波相位與振幅大小並不完全相同,我們大腦就是根據兩者的差異判斷聲音的來源。

1900年,瑞利根據統計力學提出一個黑體輻射的公式,描述輻射能量與頻率之間的關係。這個公式只有部分與實際吻合,但因為沒有更好的理論,因而促使普朗克提出量子的概念,主張能量有基本單位,因而開啟了量子力學。

瑞利與拉姆西(William Ramsay)於1904年共同獲頒諾貝爾物理獎,不過獲獎原因與上述貢獻都沒關係,而是表揚他們在1894年發現新的氣體元素──氬。

資料引用於:http://history.pansci.asia/

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jkfmen
威爾斯親王 | 2018-11-12 18:39:53

原來白天的天空是藍色的~和晨昏時是紅色的
都是因為短波長的藍光比較容易散射
只是晨昏時光跑的路徑比較長所以藍光都散光了
感謝好友分享
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zxc987456321
王子 | 2018-11-12 16:15:51

知識滿滿
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hamidh
大公爵 | 2018-11-12 13:47:22

長知識了
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732
皇帝 | 2018-11-12 10:57:34

瑞利長期致力於氣體密度的研究,他在研究中發現從液態空氣中分餾出來的氮氣,跟從亞硝酸銨分解得到的氮氣,密度存在超過實驗誤差範圍的差異。

後來他遇到拉姆西,兩人決定合作查明這一問題的原因。1894年8月13日,瑞利與拉姆西宣布他們發現一種新的氣體元素氬。之後,在瑞利的協助下,拉姆西又相繼發現了幾種新的惰性氣體元素。

霓虹燈管內氣體的成份為99.5%氖氣及0.5%氬氣等惰性氣體元素。

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732
皇帝 | 2018-11-12 10:52:10

本篇最後由 732 於 2018-11-12 11:00 編輯

瑞利屬於全能型的物理學家,瑞利於1883年最早描述了海鳥的動力翱翔。1896年,瑞利提出「雙耳效應」理論,解釋了人為什麼能夠分辨聲音的方向。

1877年至1878年間,他出版了兩卷《聲學理論》。他還參與《大英百科全書》的編寫。

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Rayleigh.jpg

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732
皇帝 | 2018-11-12 10:45:25

本篇最後由 732 於 2018-11-12 10:46 編輯

當日落或日出時,太陽幾乎在我們視線的正前方,此時太陽光在大氣中要走相對很長的路程,所看到的直射光中的藍光大量都被散射了,只剩下紅橙色的光,這就是為什麼日落時太陽附近呈現紅色。

而雲也因為反射太陽光而呈現紅色,但天空仍然是藍色的,只能說是非常昏暗的藍黑色。

如果是在月球上,因為沒有大氣層,天空即使在白天也是黑的。

黃昏.jpg (113.99 KB, 下載次數: 0)

黃昏.jpg

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費波南西
威爾斯親王 | 2018-11-12 09:27:00

這個天空為什麼是藍的故事 , 有聽過 . 感謝大大的分享喔
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