天空为什么是蓝色的？一个看似简单但又复杂的问题

在大街上随机采访一个人，问他“天空为什么是蓝色的？”，多半情况下这个人会一脸懵逼，不知道该如何回答。

相信很多人小时候都会问这个问题，因为小时候的我们对外界总是充满了好奇，总是“十万个为什么”，反而成年之后对身边的一切都习以为常，很难再去思考。

那么天空为什么是蓝色的呢？

要回答这个问题，先来看一下我们日常生活中的一个简单的现象。

在晚上没有路灯的马路上，你拿着手电筒照明，你会发现手电筒的光呈现光柱型，你可以很清楚地看到光柱，甚至会看到光柱里飘浮着很多尘埃。

为什么你能看到光柱呢？

很多人知道答案，因为空气中充满了尘埃和气体分子。如果没有尘埃和气体分子，即便是打开手电筒，你也看不到光柱。空气中的尘埃和气体分子对手电筒的光进行了散射，朝着四面八方散射，然后飞向你眼睛里。如果是在外太空，除非你把手电筒对着自己的眼睛，否则你是不可能看到手电筒的光柱，因为外太空没有散射现象。

上述现象被称为“丁达尔效应”。

再回到天空为什么是蓝色的这个问题。

简单来讲，之所以天空是蓝色的，是因为在太阳光照射到地面的过程中，经过大气层时发生了散射，而散射的光通常会是蓝色，而不是其他颜色。

也就是说，蓝色的光更容易发生散射。

后来这种现象也被瑞利所证实，他提出了瑞利散射公式，表明散射光的强度与波长的四次方成反比。这说明波长更短的蓝光比波长更长的红光更容易发生散射。

以上只是简单通俗的诠释。还有更深层的东西。

地球上的大气层厚度是一定的，而如果大气层厚度足够厚，蓝色光散射基本完毕之后，就开始散射波长更长的红光了，而这个时候天空就会呈现红色。

而碰巧的是，地球上的大气层厚度能够满足同时散射蓝光和红光。蓝光就是白天天空的颜色，因为这时候太阳基本上是垂直照射地面的，光线穿过的大气层距离比较短。而到了傍晚，太阳光几乎是平行地平线照射到地面的，此时光线穿过大气层厚度比较长，红光就会发生散射，天空会呈现红色，所谓的“夕阳红”！

可能你会有这样一个疑问，天空为什么不散射紫色光呢？为什么天空不是紫色的呢？

有几个原因。

首先，地球的大气层厚度刚刚好，能散射蓝光或者红光。理论上如果大气层厚度再薄一些，或许天空的颜色就不再是蓝色的了，不过是紫色的可能性也不大。你可以爬到高山上看一看，天空的颜色同样不是紫色的，高山上（海拔高的地方）的天空颜色往往会更深，下次坐飞机的时候你可以稍微留意一下。

还有一个原因，我们人类的眼睛经过漫长的进化，只能看到特定波长的光线，也就是所谓的可见光。我们对光线的敏感度是不一样的，研究发现，人们对绿色波长附近的光线最敏感，而紫色属于不敏感的光线，也就是说，我们看到的蓝色天空，其实带有一定的主观因素，其他物种看到的天空未必是都是蓝色的。

当然，太阳光发生散射还有一个重要条件，那就是空气密度的不均匀，不完美。如果空气密度完全均匀，基本上就不会发生散射了，因为均匀的密度意味着光线在传播碰撞过程中会相互抵消，也就不会发生散射了。而科学家们也发现了地球大气层的密度分布确实是不均匀的。

所以，不要对我们身边发生的各种想象想当然地认为就是那样，多问几个为什么，或许就会发现更多大自然暗藏的宇宙奥秘。大自然的很多奥秘就在你我身边，就看你有没有一颗好奇勇于探索的心！