有趣問題–天空的顏色
文﹕林俊雄    

日落時大氣散射陽光的現象
圖一   日落時陽光經過較厚的大氣層,大部份藍光被散射。
 
日落時天空呈現一片紅色
圖二   日落時天空呈現一片紅色。

為甚麼晴天時天空是藍色的?為甚麼夕陽是紅色的?

這是太陽光被地球大氣散射 (scattering) 的結果。當陽光進入地球的大氣層後,空氣和水蒸氣的分子吸收部份陽光,再向四方八面輻射,這種現象稱為散射。白色的陽光是由不同顏色的光波合成的,以藍光波長最短,紅光波長最長,波長短的藍光較容易被散射。日落時夕陽接近地平線,陽光須穿過較厚的大氣層才到達地面 (圖一),大部份藍光被散射,餘下紅光,所以夕陽呈現紅色(見附圖)。另一方面,由於白天時太陽光只穿過較薄的大氣層,藍光被散射的程度減少,所以太陽看起來是白色的,同時由於天空充滿了被散射的藍光,所以整個天空呈現藍色。

散射小實驗

工具︰手電筒一支、剩滿清水的透明玻璃杯、少量牛奶。
  1. 將牛奶滴入剩滿清水的透明玻璃杯中,然後攪伴液體至均勻為止。
  2. 隔絕其他光源,用手電筒照射水杯。
  3. 從水杯的不同方向去觀察被散射的光線。
  4. 注意在接近光源的地方牛奶的乳懸液略帶藍色,遠離光源的地方則略帶紅色,可見藍光較易被散射。