地球：那抹神秘而忧郁的蓝，吾之本命色也 | 檀闲篇

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图片来源：LucasVB / Wikimedia Commons

事实上， 不同波长的光与物质的相互作用有不同的反应 这一事实在我们的日常生活中是非常重要且有用的。例如，微波炉中的大孔洞，它能够让短波的可见光进进出出，但又能使波长更长的微波被困在腔内来回反射；再如太阳镜上那层能反射紫外线、紫光和蓝光，但允许较长波长的绿、黄，橙、和红光通过的涂层；而构成我们大气的那些微小的粒子，像氮、氧、水、二氧化碳分子以及氩原子，虽然能够散射所有波长的光，但对短波的光具有更高效的散射。

○ 瑞利散射。 | 图片来源：Hyperphysics

由于这些分子的大小都比光本身的波长小得多，光的波长越短，被散射得越厉害。 它在计算上遵循的一个叫 瑞利散射 的法则。根据这个法则，我们发现可见光短波极限处的紫光比长波极限处的红光散射的频率要高出九倍以上。 （散射强度与波长的四次方成反比：I ∝ λ-4 ） 当太阳光落在地球大气层时，较红的那部分光只有约11％会被散射，再以看着像紫色的光一样抵达我们的眼中。

因此当太阳高高悬挂在天空中时，整个天空都是蓝色的。根据太阳的位置和你正在观看的区域，天空的颜色会出现一些有趣的现象。

○ 在日落之后或日出之前，从非常高的海拔上可以看到阳光被大气层散射后呈现出的多彩画面。 | 图片来源：Public domain

如果太阳低于地平线，那么光线都必须穿过大量的大气。蓝光在各个方向都能被散射，而较红的光被散射得要少得多，这意味着它穿过大气抵达我们的眼睛。 如果你有过在日落之后或日出之前乘坐飞机的经历，就应该看到过这一壮观的景象。而在外太空中的宇航员则有机会观看到更加美轮美奂的画面。

○ 2010年5月，在日落期间从国际空间站上眺望地球的大气层。 |

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