藍天、白雲與夕陽──生活中的散射現象

「天空為什麼是藍色的？」或許很多人心裡都有這個疑問。要回答這個問題，我們得先問：為什麼白天的天空是亮的？若仔細看阿姆斯壯的登月照片¹，可以發現在月球上，即使是白天（地面上有影子），天空依然是一片漆黑。 地球和月球的天空之所以不同，是因為地球有大氣層。雖然空氣中的氣體並不會發光，但是當陽光穿透大氣、經過這些空氣分子時，會產生散射現象，原本直線前進的光會有部分往四面八方分散開來。在白天，太陽光經過空氣分子的多次散射，最後才到達我們的眼睛，因此我們眼中就是一片明亮的天空。 我們知道：太陽光是由七彩的光所組成，不同顏色的光有不同的波長²。其中，藍光的波長最短（400～480奈米），紅光的波長最長（620～700奈米）。當遇到的東西是很細小的空氣分子時，波長越短的光越容易被散射，也就是：藍光相對於紅光更容易被散射，因此我們才能看到藍色的天空。 而在黃昏時刻，陽光穿透了（比起中午）更厚的大氣層才到達我們眼睛，其中的藍光已經被散射完了，只剩下紅、黃光，所以夕陽才會是橘色的。³⁵ 如果光遇到的不是空氣分子，而是比它們更大的顆粒，例如雲中的小水滴，這時被散射的就不只是藍光，而是所有波長的可見光。所以雲為什麼是白色的？相信聰明的你可以舉一反三。 除了藍天、夕陽與白雲，在我們的生活中，處處都能發現散射現象。明亮的雷射筆劃過空氣所形成的光跡⁴、陽光從窗戶進入老舊的房子時篩灑的光線，都是散射現象產生的景色。 最後，留下幾個問題讓大家動動腦：海水為什麼是藍色的？為什麼交通警示燈號都使用紅燈，而不用藍燈、綠燈？為什麼螢幕上顯示的圖片印出來的顏色可能會不同？在物理課我們學到很多光的性質，不妨試著用所學來解釋生活中的現象，並尋找支持的證據，你也可以是個小科學家！ 【參考圖片】 ¹ 來源

² 來源

³ 來源: Meteorology today ed.

⁴ 來源

⁵ https://zh.wikipedia.org/wiki/散射