天空 为什么 是 蓝色 的 ？李永乐 老师 第一个 科普 视频 Why is the sky blue? Mr. Li Yongle's first popular science video

各位 同学 大家 好 我 是 李永乐 老师 今天 我们 来 讨论 一个 问题 天空 为什么 是 蓝色 的 早晨 的 太阳 为什么 是 红色 的 中午 太阳 又 变白 了 这个 问题 可能 大家 小 的 时候 都 问过 爸爸妈妈 但是 可能 也 没有 得到 很 好 的 回答 我 记得 有 一次 看 《 天天向上 》 这个 栏目 汪涵 曾经 说 过 一个 事儿 他 说 天空 为什么 是 蓝 的 呢 因为 海是 蓝 的 那 为什么 海是 蓝 的 呢 因为 海里 有鱼 鱼会 吐 泡泡 卟 噜 卟 噜 ... 就 把 这个 海水 弄 蓝 了 当然 了 这 是 个 笑话 从 科学 的 角度 怎么 解释 这件 事儿 呢 天空 之所以 是 蓝 的 首先 我们 要 讨论 一个 问题 叫做 黑体 辐射 什么 是 黑体 呢 黑体 是 一个 科学 模型 它 指 的 是 如果 有 一个 物体 它 只 辐射 电磁波 而 不 反射 电磁波 我们 就 称之为 黑体 比如说 太阳 太阳 它 辐射 能力 非常 强 而 它 反射 能力 又 比较 弱 所以 说 我们 可以 把 太阳 看作 一个 绝对 黑体 那么 对于 黑体 这件 事 它会 有 一个 辐射 的 规律 黑 体会 辐射 各种 波长 的 电磁波 横坐标 是 波长 我们 用 字母 λ 来 表示 纵坐标 是 单位 波长 下 辐射 的 功率 或者说 能量 这个 功率 我们 可以 用 能量 除以 一小 段 波长 在 一小 段 波长 下 辐射 的 功率 那么 它 的 辐射 情况 大概 是 这样 的 一个 情况 也 就是 在 波长 特别 长 的 电磁波 辐射 的 比较 少 波长 特别 短 的 辐射 的 也 少 那么 中间 会 有 一个 峰值 太阳光 它 的 辐射 情况 也 大概 是 这样 太阳光 辐射 能量 最强 的 部分 是 人眼 的 可见光 范围 那么 波长 最长 的 这个 范围 这个 光 我们 就是 红光 而 波长 最短 的 这个 光 就是 紫光 中间 有 红橙 黄绿 蓝靛 紫 这么 一个 范围 之所以 太阳光 辐射 能量 最强 就是 人眼 所见 的 范围 这 就是 因为 人眼 在 长期 进化 的 过程 中 为了 看 东西 所以 就 自己 把 自己 的 眼睛 调整 到 它 的 敏感度 跟 太阳 一样 那么 太阳光 在 可见光 部分 最强 天空 为什么 是 蓝 的 呢 原因 还有 另外 一个 原因 叫做 瑞利散射 瑞利 是 卡文迪许 实验室 主任 瑞利 提出 了 一个 散射 公式 他 说 不同 的 光 在 经过 介质 的 时候 由于 介质 的 微小 折射率 变化 比如说 空气 的 密度 变化 空气 里面 的 分子 或者 里面 的 灰尘 等等 一些 原因 造成 折射率 变化 它会 有 一个 结果 这个 结果 就是 有些 光 散射 能力 比较 强 有些 光 散射 能力 比较 弱 波长 越长 的 散射 能力 越弱 波长 越短 的 散射 能力 越强 那 于是 散射 的 规律 是 这个 样子 这个 是 散射 是 散射 散射 的 强度 那么 散射 又 强 能量 又 大 的 光 就 集中 在 大概 这个 范围 这个 范围 这个 范围 就是 什么 光 就是 蓝光 所以 蓝光 的 能量 比较 高 同时 它 散射 能力 比较 强 所以 蓝色 的 光 就 容易 成为 天空 的 颜色 就是 这样 一个 原因 比如说 太阳光 照过来 了 照过来 了 照过来 了 之后 在 大气 中 发生 了 一次 又 一次 的 散射 那么 在 这 一次 又 一次 的 散射 之中 蓝色 的 光 散射 的 最 厉害 所以 我们 抬头 一看 天空 整个 都 是 蓝 的 对 吧 如果 没有 大气层 的话 天空 就是 没有 颜色 的 比如说 在 月亮 上 在 月亮 上 就算 有 太阳 你 看着 天空 都 是 黑 的 因为 它 没有 散射 这样 一个 原因 好 那么 我们 来 解释一下 第二个 问题 为什么 在 白天 的 时候 我们 看到 正午 的 时候 太阳光 是 白色 的 但是 到 了 早晨 的 时候 和 晚上 的 时候 傍晚 的 时候 你 会 发现 这 太阳 变成 红色 这个 原因 是因为 在 正午 的 时候 正午 的 时候 大气 的 厚度 太阳光 是 直射 向下 在 太阳光 直射 的 时候 大量 的 太阳光 都 可以 穿透 大气层 到达 地面 所以 你 就 会 感觉 到 太阳光 各种 波长 都 有 你 看起来 七种 颜色 的 光 一 混合 白光 光 那么 到 了 早晚 的 时候 早晚 的 时候 太阳 并 不在 我们 脑子 正上方 对 吧 太阳 是 在 斜 前方 太阳 在 这个 位置 它 发出 的 光 就 会 经过 很厚 很 厚 大气层 才能 到达 人 的 眼睛 因为 它 斜 着 射 所以 大气层 比较 厚 在 大气层 比较 厚 的 时候 它 就 会 不停 地 散射 短 波长 比如说 蓝光 它 就 散射 掉 了 短波 比如说 蓝光 紫光 这些 光 它 就 散射 掉 了 散射 掉 了 之后 还 剩下 的 这个 光 就是 长 波长 的 光 那么 这个 长 波长 的 光 就是 红光 红光 的 波长 是 最长 的 这 就是 早晨 和 晚上 的 时候 为什么 看起来 太阳光 它 是 红色 这样 的 原因 好 吧 那么 大家 如果 有 什么 其他 的 物理 问题 或者 数学 问题 也 可以 在 我 的 微信 公众 号 上 给 我 留言 或者 在 《 今日 头条 》 李永乐 老师 上面 给 我 留言 谢谢 大家