為什么有不同顏色的云

說(shuō)到天空中的云朵，相信大家都不會(huì)陌生，天空中的云朵在不同的時(shí)候喲組合不同的顏色，暴風(fēng)雨來(lái)臨前夕則是烏云密布，一片片灰色的云朵散布在天空中，而在傍晚的時(shí)候，在朝霞和晚霞的映襯下云朵又變得像火燒一樣的美麗。那么為什么會(huì)有不同顏色的云朵呢?

除非有外界條件干擾，光線都以直線傳播。當(dāng)太陽(yáng)光在大氣中傳播時(shí)，不可避免地要遇到大氣中的氣體分子、水滴和粉塵等其他微粒。這些粒子對(duì)光有吸收、反射和散射等作用。我們所看到的藍(lán)天、白云、烏云、絢麗的朝霞和落日余暉，都是因?yàn)榇髿庵械臍怏w分子和水滴、微粒等對(duì)入射的太陽(yáng)光共同作用的結(jié)果。

獲1904年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的英國(guó)物理學(xué)家瑞利經(jīng)過(guò)研究提出，比光波波長(zhǎng)還要小的氣體分子會(huì)引起“瑞利散射”，即當(dāng)散射粒子的直徑小于光波長(zhǎng)時(shí)，光的散射強(qiáng)度將與波長(zhǎng)的4次方成反比。不同波長(zhǎng)的光被散射的比例不同。組成太陽(yáng)光的紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫7種不同顏色的光中，紅光波長(zhǎng)最長(zhǎng)，紫光波長(zhǎng)最短。當(dāng)太陽(yáng)光進(jìn)入大氣層后，大氣中的氣體分子對(duì)波長(zhǎng)較短的紫光和藍(lán)光的散射比其他顏色的光要強(qiáng)烈很多倍。因此被散射而彌散在空中的主要是紫光和藍(lán)光的成分，但是氣體分子對(duì)紫光的吸收比較強(qiáng)，另外，人眼對(duì)藍(lán)光比紫光更敏感，因此晴天的天空呈現(xiàn)蔚藍(lán)色�？梢韵胂螅�如果沒(méi)有大氣層和其他微粒，即使是在白天，太陽(yáng)看上去也只是一個(gè)孤零零的明亮圓球，懸掛在漆黑一片的天空中(這也正是航天員在太空中看到的景象)。

天空中的云朵則是由小水滴和飄浮粉塵組成，它們的直徑要比太陽(yáng)光中的任何一種顏色的可見(jiàn)光的波長(zhǎng)都要大，瑞利散射原理不再適用。太陽(yáng)光經(jīng)過(guò)云層時(shí)，一部分被反射到空中;一部分直接穿透水滴等之間的縫隙，射向地面;還有一部分光發(fā)生米氏散射。所謂米氏散射，是指當(dāng)光遇到比其波長(zhǎng)大的微粒時(shí)所發(fā)生的一種散射，幾乎不依賴于光的波長(zhǎng)，也不改變?cè)�有光的成分，而且米氏散射的光的絕大部分仍然沿著原來(lái)的方向傳播。上述三種情況都對(duì)太陽(yáng)光的成分沒(méi)有影響，所以看上去云朵是白色的。但是當(dāng)云層越來(lái)越厚時(shí)，小水滴越來(lái)越多，幾乎連成一片，太陽(yáng)光和米氏散射的光不能或者很少能穿透云層，這時(shí)白云就變成烏云了。當(dāng)太陽(yáng)剛剛升起或者將要落山時(shí)，太陽(yáng)光穿透厚厚的大氣層到達(dá)觀察者所經(jīng)過(guò)的路程要比中午時(shí)長(zhǎng)得多，更多的光被散射和反射。在到達(dá)人眼所觀察的地方，波長(zhǎng)較短的光—藍(lán)色和紫色的光幾乎已經(jīng)散射殆盡，只剩下橙色和紅色的光，隨著太陽(yáng)慢慢落下，天空看起來(lái)也從橙色變成紅色。

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