[转载]天空为何是蓝色，而不是紫色？
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|个人分类:|系统分类:|关键词:天空，蓝色，紫色，光散射
【注意到一个博主转载的文章，&天为什么是蓝色的&一百年 ， 读完之后，让我想起另外一篇科普文章： &这个问题看似简单，其实不然。一般人都不一定能够回答正确，所以转载如下。我把标题略作了修改，在文字上加了一些格式，图像也调小了点。哪位老兄有时间翻译一下，应该是个好作品。如有版权问题需要参考上面网页。另外，下面这篇文章没有提及爱因斯坦的具体解释，即空气分子密度的涨落对阳光散射的效果。前面那篇中文博客中提及了原始文献，可惜是德文，要不可以参考一下。有趣的是网上还有人对爱老的理论有争议， &有兴趣和精力的人可以去挖一下，看看是否有价值的内容。】
Original by Philip Gibbs， May 1997.
Why is the sky blue?
A clear cloudless day-time sky is blue because molecules in the air scatter blue light from the sun more than they scatter red light.& When we look towards the sun at sunset, we see red and orange colours because the blue light has been scattered out and away from the line of sight.
The white light from the sun is a mixture of all colours of the rainbow.& This was demonstrated by Isaac Newton, who used a prism to separate the different colours and so form a spectrum.& The colours of light are distinguished by their different wavelengths.& The visible part of the spectrum ranges from red light with a wavelength of about <font color="#ff nm, to violet with a wavelength of about 380 nm, with orange, yellow, green, blue and indigo between.& The three different types of colour receptors in the retina of the human eye respond most strongly to red, green and blue wavelengths, giving us our colour vision.
Tyndall Effect
The first steps towards correctly explaining the colour of the sky were taken by John Tyndall in 1859.& He discovered that when light passes through a clear fluid holding small particles in suspension, the shorter blue wavelengths are scattered more strongly than the red.& This can be demonstrated by shining a beam of white light through a tank of water with a little milk or soap mixed in.& From the side, the beam can be seen by the bl but the light seen directly from the end is reddened after it has passed through the tank.& The scattered light can also be shown to be polarised using a filter of polarised light, just as the sky appears a deeper blue through polaroid sun glasses.
This is most correctly called the Tyndall effect, but it is more commonly known to physicists as Rayleigh scattering--after Lord Rayleigh, who studied it in more detail a few years later.& He showed that the amount of light scattered is inversely proportional to the fourth power of wavelength for sufficiently small particles.& It follows that blue light is scattered more than red light by a factor of (700/400)4 ~= 10.
Dust or Molecules?
Tyndall and Rayleigh thought that the blue colour of the sky must be due to small particles of dust and droplets of water vapour in the atmosphere.& Even today, people sometimes incorrectly say that this is the case.& Later scientists realised that if this were true, there would be more variation of sky colour with humidity or haze conditions than was actually observed, so they supposed correctly that the molecules of oxygen and nitrogen in the air are sufficient to account for the scattering.& The case was finally settled by Einstein in 1911, who calculated the detailed formula for the scattering of
and this was found to be in agreement with experiment.& He was even able to use the calculation as a further verification of Avogadro's number when compared with observation.& The molecules are able to scatter light because the electromagnetic field of the light waves induces electric dipole moments in the molecules.
Why not violet?
If shorter wavelengths are scattered most strongly, then there is a puzzle as to why the sky does not appear violet, the colour with the shortest visible wavelength.& The spectrum of light emission from the sun is not constant at all wavelengths, and additionally is absorbed by the high atmosphere, so there is less violet in the light.& Our eyes are also less sensitive to violet.& That' yet a rainbow shows that there remains a significant amount of visible light coloured indigo and violet beyond the blue.& The rest of the answer to this puzzle lies in the way our vision works.& We have three types of colour receptors, or cones, in our retina.& They are called red, blue and green because they respond most strongly to light at those wavelengths.& As they are stimulated in different proportions, our visual system constructs the colours we see.
Response curves for the three types of cone in the human eye
When we look up at the sky, the red cones respond to the small amount of scattered red light, but also less strongly to orange and yellow wavelengths.& The green cones respond to yellow and the more strongly scattered green and green-blue wavelengths.& The blue cones are stimulated by colours near blue wavelengths, which are very strongly scattered.& If there were no indigo and violet in the spectrum, the sky would appear blue with a slight green tinge.& However, the most strongly scattered indigo and violet wavelengths stimulate the red cones slightly as well as the blue, which is why these colours appear blue with an added red tinge.& The net effect is that the red and green cones are stimulated about equally by the light from the sky, while the blue is stimulated more strongly.& This combination accounts for the pale sky blue colour.& It may not be a coincidence that our vision is adjusted to see the sky as a pure hue.& We have evolved to fit in
and the ability to separate natural colours most clearly is probably a survival advantage.
A multicoloured sunset over the Firth of Forth in Scotland.
When the air is clear the sunset will appear yellow, because the light from the sun has passed a long distance through air and some of the blue light has been scattered away.& If the air is polluted with small particles, natural or otherwise, the sunset will be more red.& Sunsets over the sea may also be orange, due to salt particles in the air, which are effective Tyndall scatterers.& The sky around the sun is seen reddened, as well as the light coming directly from the sun.& This is because all light is scattered relatively well through small angles--but blue light is then more likely to be scattered twice or more over the greater distances, leaving the yellow, red and orange colours.
A blue haze over the mountains of Les Vosges in France.
Blue Haze and Blue Moon
Clouds and dust haze appear white because they consist of particles larger than the wavelengths of light, which scatter all wavelengths equally (Mie scattering).& But sometimes there might be other particles in the air that are much smaller.& Some mountainous regions are famous for their blue haze.& Aerosols of terpenes from the vegetation react with ozone in the atmosphere to form small particles about 200 nm across, and these particles scatter the blue light.& A forest fire or volcanic eruption may occasionally fill the atmosphere with fine particles of 500--800 nm across, being the right size to scatter red light.& This gives the opposite to the usual Tyndall effect, and may cause the moon to have a blue tinge since the red light has been scattered out.& This is a very rare phenomenon, occurring literally once in a blue moon.
Opalescence
The Tyndall effect is responsible for some other blue coloration's in nature: such as blue eyes, the opalescence of some gem stones, and the colour in the blue jay's wing.& The colours can vary according to the size of the scattering particles.& When a fluid is near its critical temperature and pressure, tiny density fluctuations are responsible for a blue coloration known as critical opalescence.& People have also copied these natural effects by making ornamental glasses impregnated with particles, to give the glass a blue sheen.& But not all blue colouring in nature is caused by scattering.& Light under the sea is blue because water absorbs longer wavelength of light through distances over about 20 metres.& When viewed from the beach, the sea is also blue because it reflects the sky, of course.& Some birds and butterflies get their blue colorations by diffraction effects.
Why is the Mars sky red?
Images sent back from the Viking Mars landers in 1977 and from Pathfinder in 1997 showed a red sky seen from the Martian surface.& This was due to red iron-rich dusts thrown up in the dust storms occurring from time to time on Mars.& The colour of the Mars sky will change according to weather conditions.& It should be blue when there have been no recent storms, but it will be darker than the earth's daytime sky because of Mars' thinner atmosphere.
本文引用地址：&此文来自科学网吴国胜博客，转载请注明出处。
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天空为什么是蓝色?
天空为什么是蓝色?
天空为什么是蓝色我们看到的天空,经常是蔚蓝色的,特别是一场大雨之后,天空更是幽蓝得象一泓秋水,令人心旷神怡,跃跃欲飞.天空为什么是蔚蓝色的呢?大气本身是无色的.天空的蓝色是大气分子、冰晶、水滴等和阳光共同创作的图景.阳光进入大气时,波长较长的色光,如红光,透射力大,能透过大气射向地面；而波长短的紫、蓝、青色光,碰到大气分子、冰晶、水滴等时,就很容易发生散射现象.被散射了的紫、蓝、青色光布满天空,就使天空呈现出一片蔚蓝了.天为什么是蓝的,而不是绿的或红的呢?首先你得明白一个道理：我们周围的事物之所以显现出颜色来,仅仅是因为阳光照射着它们.虽然阳光看上去是白色的,但是所有的颜色：赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫,在阳光里都存在.天空里有这么多颜色,为什么我平时看到的只有蓝色呢?你可能会问.如果你把光线设想为波浪,你就会猜破这个谜了.光其实是像一个波浪那样在运动的.我们来设想一下一滴雨落在一个水洼里的情景.当这滴雨落到水面上时,就会产生小波浪,波浪一起一伏地变成更大的圈,向着四面八方扩展开去.如果这些波浪碰上一块小石子或一个别的什么障碍物,它们就会反弹回来,改变了波浪的方向.而阳光从天空照射下来,一样会连续不断地碰到某些障碍.因为光所必须穿透的空气并不是空的,它由很多很多微小的微粒组成.其中百分之九十九不是氮气便是氧气,其余则是别的气体微粒和微小的漂浮微粒,来源于汽车的废气、工厂的烟雾、森林火灾或者火山爆发出来的岩灰.虽然氧气和氮气微粒只是一滴雨水的一百万分之一,但是它们也照样能阻挡阳光的去路.光线从这些众多的小“绊脚石”上弹回,自然也就改变了自己的方向.可是那么多颜色的光改变了方向,为什么只有蓝色被看到呢?你可能还是不明白.我们还得回到刚才说的那个水洼里.水洼里,小的波浪遇到小石子的话,水面便被搞得混乱不堪；但如果是一个“巨浪”,像你用手在水洼边掀起的那种“巨浪”,它就有可能干脆从石头上溢过去,并畅通无阻地到达水洼的对面边缘.那么,就像有大波浪和小波浪一样,各种各样颜色的光波也有不同的“波浪”,也就是波长：不过它们可不像水波的波浪,用肉眼是看不出它们的大小的,因为它们小得难以想像,只是一根头发的一百分之一!得用很灵敏的测量仪表才可以精确地测定出来.根据科学家的测定,蓝色光和紫色光的波长比较短,相当于“小波浪”；橙色光和红色光的波长比较长,相当于“大波浪”.当遇到空气中的障碍物的时候,蓝色光和紫色光因为翻不过去那些障碍,便被“散射”得到处都是,布满整个天空—天空,就是这样被“散射”成了蓝色.发现这种“散射”现象的科学家叫瑞利,他是在130年前发现的,他也是诺贝尔奖获得者.用“散射”现象,你就可以解释下面这些天象了：比如在你头顶的天空是蓝色的,可是在地平线—天地相接的地方,天空看上去却几乎是白色的.为什么?就是因为阳光从地平线到你这个地方比起它直接从空中落下来,需要在空气中走的路程要远得多—而在一路上它所擦过的微粒子也自然就要多得多.这些大量的微粒子就这样多次散射出光,所以它显得白中透着淡蓝.建议你做一个小实验来验证一下：拿一杯水,把它放在一个黑暗的背景里,放进一滴牛奶,再拿一只手电筒照射杯子的一端,并靠近它,手电筒的光在水中即会显现出淡蓝色.如果你往水里放进的牛奶越多,水就越白,因为光一再地受到这些众多的牛奶微粒的散射,结果就是白色的.道理跟在地平线上空是白色的一样.太阳落山时的傍晚,天空不显现蓝色而显现红色,正在下落的太阳也变成暗红色,也是一样的道理.由于傍晚的光在照射到你这个地方的路上所遇到的众多的微粒,使得阳光中的紫色的和蓝色的部分往四面八方散射开去,仅留下一点点使你的肉眼看得见的橙红色光线—因为它们的波长长、“波浪大”,翻过了路上的障碍.不过,细心的你会发现,天穹在落日后也还会在一段时间内呈现深蓝色.这也曾经是科学家们关心的一件怪事,不过几个物理学家已经在50年前揭开了这个谜：导致黄昏时天空的蓝色,是一种特别的物质.这种特别的物质在离地球表面20至30公里的高空处聚集成厚厚的一个层面,叫臭氧层.这种气体对正在下落的太阳光起到像颜色过滤器那样的作用：它截获太阳光中的黄色和橙色的部分,却几乎无阻拦地让蓝色的部分通过.当最后的少许光消失时,所有的颜色才消失在黑暗的夜色中.臭氧不仅导致黄昏的蓝色天空,还吞下一种你无法看见的特殊的光线：紫外线的光,或称紫外线.你一定曾经听说过,紫外线对所有的生物（当然也包括对你）有多么危险.如果它在你的裸露的皮肤上照射得太长久,你就会得晒斑.臭氧层到处都有足够的厚度能截获尽可能多的紫外线：这对于我们这个星球上的全体生命来说,是极其重要的.可惜,在今天,这个生命攸关的保护层在许多地方都已经变薄了,在南极上空甚至已经形成了一个大的空洞.而破坏臭氧的凶手就是“氟里昂”—一种人们用来喷洒护发摩丝或用在冰箱和空调上制冷的物质.这是一种对臭氧层特别有害的物质,所以许多国家已经不再使用这种“臭氧杀手”了.今天我们学到了为什么我们眼中的天空是蓝色的.其实从地球以外望过来也是一样：覆盖我们地球三分之二面积的海水也散发着蓝光,陆地上虽然有土地的褐色或森林的绿色,然而上空却总是蓝色的—从宇宙中看来,整个地球都被裹着一块轻柔的蓝色面纱.从大气层外看见过地球的天文学家报道过这一情况.所以地球被称做“蓝色星球”是完全正确的.它那独特的蓝色,就是生命的颜色.还有：晴朗的天空是蔚蓝色的,这并不是因为大气本身是蓝色的,也不是大气中含有蓝色的物质,而是由于大气分子和悬浮在大气中的微小粒子对太阳光散射的结果.由于介质的不均匀性.使得光偏离原来传播方向而向侧方散射开来的现象,称为介质对光的散射.细微质点的散射遵循瑞利定律：散射光强度与波长的四次方成反比.当太阳光通过大气时,波长较短的紫、蓝、青色光最容易被散射,而波长较长的红、橙、黄色光散射得较弱,由于这种综合效应,天空呈现出蔚蓝色.旭日为什麼是红色的?早晨,阳光通过厚厚的大气层,这时紫光和蓝光被强烈散射,到达地平线时,已剩下无几,余下的只是波长较长的黄、橙、红光.所以,旭日是红色的.为什么天空是蓝的?我们所看到的蓝天是因为空气分子和其他微粒对入射的太阳辐射中的可见光进行选择性散射的结果.散射强度与微粒的大小有关.当微粒的直径小于可见光波长时,散射强度和波长的4次方成反比,不同波长的光被散射的比例不同,此亦成为选择性散射.当太阳辐射的可见光进入大气后,空气分子和微粒(尘埃、水滴、冰晶等)会将太阳光向四周散射.组成太阳光的红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫7种光中,红光波长最长,紫光波长最短.波长比较长的红光透射性最大,大部分能够直接透过大气中的微粒射向地面.而波长较短的蓝、靛、紫等色光,很容易被大气中的微粒散射.如果说短波长的光散射得更强,你一定会问为什么天空不是紫色的.其中一个原因就是在太阳辐射的可见光透过大气层时,空气分子对紫色光的吸收比较强,所以我们所观测到的太阳辐射可见光中的紫色光较少,但并不是绝对没有,在雨后彩虹中我们很容易观察到紫色的光.另外一个原因和我们的眼睛本身有关.在我们的眼睛中,有3种类型的接收器,分别称之为红、绿和蓝锥体,它们只对相应的颜色敏感.当它们受到外界的光刺激时,视觉系统会根据不同接受器受到刺激的强弱重建这些光的颜色,也就是我们所看到物体的颜色.事实上,红色锥体和绿色锥体对蓝色和紫色.解答一：晴天里我们看到的天空都是蓝色的.大家可能都会注意到有时候一场大雨过后,天空会变得格外蓝,而且越是晴朗天气,天空越蓝.原因很简单,大气对太阳光的散射作用,使我们看到的天空呈现蓝色. 　　地球表面被大气包围,当太阳光进入大气后,空气分子和微粒（尘埃、水滴、冰晶等）会将太阳光向四周散射.太阳光是由红、澄、黄、绿、蓝、靛、紫七种光组成,以红光波长最长,紫光波长最短.波长比较长的红光等色光透射性最大,能够直接透过大气中的微粒射向地面.而波长较短的蓝、靛、紫等色光,很容易被大气中的微粒散射.在短波波段中蓝光能量最大,散射出来的光波也最多,因此我们看到的天空呈现出蔚蓝色.　　其实,天空一直是蓝色的.在高原上几乎天天都可以看到蔚蓝色的天空.春天风沙弥漫,夏天满天云彩,冬天烟雾层层,妨碍我们经常看到蓝天,只有秋天空气净洁,使我们看到蓝天的机会特别多.解答二：在太阳光通过大气层入射到地球表面的过程中,大气层中的空气分子或其他质点（如水滴、悬浮微粒或空气污染物）会对日射产生吸收、散射、反射、透射等作用,而形成了蓝天、白云或绚丽的夕阳余晖.在没有大气层的星球上,即使是白昼,天空也将是漆黑一片.我们所见的蓝天乃是因为空气分子对入射的太阳光进行选择性散射的结果.散射量与质点的大小有极大关系,当腩点的直径小于可见光波长时,散射量和波长的四次方成反比,不同波长的光被散射的比例是不同的,此亦称为选择性散射.以入射太阳光谱中的蓝光（波长=0.425μm）和红光（波长=0.650μm）相比较,当日光穿过大气层时,被空气质点散射的蓝光约比红光多五倍半,因此晴天天空是蔚蓝的.但当空中有雾或薄云存在时,因为水滴质点的直径比可见光波长大,选择性散射的效应不再存在,此时所有波长的光将一视同仁地散射,所以天空呈现白茫茫的颜色.至睛天空中的白云,云内的云滴直径更大,日光照射到它们时已非散射而是反射现象,所以看起来更显得白而光亮.一个以地面为参照起点的问题,因为宇宙是一个具有无限时空范围的空间,目前我们能观测到的宇宙边缘（有限宇宙）最远估计为150-200亿光年,按目前的科技水平能观测的天高暂时就是这个数值.也可以说,天有无限高,想有多高就有多高
在大气中会有许多微小的尘埃、水滴、冰晶等物质，当太阳光通过大气时太阳光中波长较长的红光、橙光、黄光都能穿透直接射到地面，而波长较短的蓝、紫、靛等色光，很容易被悬浮在 空气中的微粒阻挡（全反射），从而使光线散射向四方，使天空呈现出蔚蓝色。...
其他颜色的光波长长，易衍射，不易被看到。
是由于康普顿效应
我们看到的天空，经常是蔚蓝色的，特别是一场大雨之后，天空更是幽蓝得象一泓秋水，令人心旷神怡，跃跃欲飞。天空为什么是蔚蓝色的呢？
大气本身是无色的。天空的蓝色是大气分子、冰晶、水滴等和阳光共同创作的图景。
阳光进入大气时，波长较长的色光，如红光，透射力大，能透过大气射向地面；而波长短的紫、蓝、青色光，碰到大气分子、冰晶、水滴等时，就很容易发生散射现象。被散射了的紫、蓝、青色光...
网上有很多的答案，但是都说的很罗嗦，简要回答如下：太阳光中的可见光，按照波长递减顺序排列，有红橙黄绿蓝靛紫——7种单色光——我们通常说的七色阳光。不同波长的光通过大气层时，受到大气的作用有所不同，这种作用叫做散射，就像高速水流喷射到一张铁丝网上，水花四溅——被改变了原来的传播路径。波长较长的光，如红橙色的，很容易绕过大气层中的那些空气微粒，大部分都直接到达地面；波长短的如靛紫光，则因绕射...晴朗的日子里，当你仰望天空时，就会发现天空是蓝色的。天空为什么是蓝色的呢？我们知道，地球表面包围着一层空气。空气中含有许多微小的尘埃、冰晶、水滴等。而太阳光看上去是束白光,实际上是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等有色光线组成的。当太阳光通过空气时，波长较长的红色光透射力最大（其次是橙、黄色光），它能透过大气中的微粒射向地面；而波长较短的蓝、紫、靛等色光，很容易被悬浮在空气中的微粒散射开，使天空呈现蓝色。
当太阳光照射到大海上，红光、橙光这些波长较长的光，能绕过一切阻碍，勇往直前。它们在前进的过程中，不断被海水和海里的生物所吸收。而像蓝光、紫光这些波长较短的光，虽然也有一部分被海水和海藻等吸收，但是大部分一遇到海水的阻碍就纷纷散射到周围去了，或者干脆被反射回来了。我们看到的就是这部分被散射或被反射出来的光。海水越深，被散射和反射的蓝光就越多，所以，大海看上去总是碧蓝碧蓝的。
蔚蓝的天空
蓝色的海洋
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天空与海洋为什么是蓝色的？在自然界中经常会发生各种各样色彩缤纷、绚丽多姿的光现象。如晴朗的天空是蔚蓝色的，旭日是红色的，朝霞和晚霞是彩色的等。这些光现象是怎样发生的呢？
1.天空为什么是蓝色的？
晴朗的天空是蔚蓝色的，这并不是因为大气本身是蓝色的，也不是大气中含有蓝色的物质，而是由于大气分子和悬浮在大气中的微小粒子对太阳光散射的结果。由于介质的不均匀性。使得光偏离原来传播方向而向侧方散射开来的现象，称为介质对光的散射。细微质点的散射遵循瑞利定律：散射光强度与波长的四次方成反比。当太阳光通过大气时，波长较短的紫、蓝、青色光最容易被散射，而波长较长的红、橙、黄色光散射得较弱，由于这种综合效应，天空呈现出蔚蓝色。旭日为什么是红色的？早晨，阳光通过厚厚的大气层，这时紫光和蓝光被强烈散射，到达地平线时，已剩下无几，余下的只是波长较长的黄、橙、红光。所以，旭日是红色的。这些色光再经地平线上空的大气分子、尘埃、水滴等杂质散射，就使得那里天空呈现出绚丽的彩色，如果有云，它会把光线反射回来，云块上就会染上彩色，出现朝霞和晚霞。
这是因为太阳光线射人大气层后，遇到大气分子和悬浮在大气中的微粒发生散射的结果。天空的蓝色只是在低空才能看见，随着高度的增加，由于空气越来越稀薄，大气分子的数量急剧减少，分子散射出的光辉逐渐减弱，天空的亮度越来越暗，到20千米以上的高度，散射作用
根据科学家的测定，蓝色光和紫色光的波长比较短，相当于 “小波浪”；橙色光和红色光的波长比较长，相当于“大波浪”。当遇到空气中的障碍物的时候，蓝色光和紫色光因为翻不过去那些障碍，便被“散射”得到处都是，布满整个天空。天空，就是这样被“散射”成了蓝色。发现这种“散射”现象的科学家叫瑞利，他是在130年前发现的，他也是诺贝尔奖获得者。用“散射” 现象，你就可以解释下面这些天象了。比如在你头顶的天空是蓝色的，可是在地平线――天地相接的地方，天空看上去却几乎是白色的。为什么？就是因为阳光从地平线到你这个地方比起它直接从空中落下来，需要在空气中走的路程要远得多――而在一路上它所擦过的微粒子也自然就要多得多。这些大量的微粒子就这样多次散射出光，所以它显得白中透着淡蓝。
建议你做一个小实验来验证一下：拿一杯水，把它放在一个黑暗的背景里，放进一滴牛奶，再拿一只手电筒照射杯子的一端，并靠近它，手电筒的光在水中即会显现出淡蓝色。如果你往水里放进的牛奶越多，水就越白，因为光一再地受到这些众多的牛奶微粒的散射，结果就是白色的。道理跟在地平线上空是白色的一样。太阳落山时的傍晚，天空不显现蓝色而显现红色，正在下落的太阳也变成暗红色，也是一样的道理。由于傍晚的光在照射到你这个地方的路上所遇到的众多的微粒，使得阳光中的紫色的和蓝色的部分往四面八方散射开去，仅留下一点点使你的肉眼看得见的橙红色光线――因为它们的波长长。
如果阳光从天空照射下来，它就会连续不断地碰到某些障碍――即使没有下雨。因为光所必须穿透的空气并不是空的，它由很多很多微小的微粒组成。其中的大多数，百分之九十九不是氮气便是氧气，其余则是别的气体微粒和微小的漂浮微粒，它们来源于汽车的废气、工厂的烟雾、森林火灾或者火山爆发出来的岩灰。虽然氧气和氮气微粒比一滴雨水小一百万倍，但是它们也照样能阻挡阳光的去路。光线从这些众多的小“绊脚石”上弹回，并改变自己的方向：光线被散射出去，这是我们化学家和物理学家们的说法。波长短的蓝色光和紫色光比波长长的橙色光和红色光散射得多。所以散射的光中，紫光比红光几乎多10倍，而蓝光则几乎比红光多6倍。绿色的、黄色和橙色的光线，敌不过占优势的蓝色光线和紫色光线，所以我们觉得这些散射的光是蓝色的――天蓝色的。发现这一切的是英国物理学家和诺贝尔奖获得者瑞利勋爵，他在130年前就已经发现了：当光线透过空气偏离了它原来的直线方向时，光的波长不同，偏离的距离不同。后来人们为了向他表示敬意，便把这个散射过程叫做瑞利散射。如果你向天空看去，你主要看见的是阳光中被散射的蓝色的光，而不是未经散射的阳光。
2.海水为什么是蓝色的？
人眼看到的海水的颜色，是海水对太阳反射光的颜色。白光射向海水时，由于海水对白光的选择吸收和散射，使海水呈现蓝色。光通过介质时，光的部分能量被介质吸收而转变成介质的内能，使得光的强度随着光穿过的厚度而衰减的现象称为光的吸收。若某种介质在一定波长范围内，对光的吸收程度很小，并且随波长变化不大，这种吸收称为一般吸收；若某种介质对某些波长的光的吸收特别强烈，且随波长变化也很大，这种吸收称为选择吸收。太阳光射到海水上时，由于海水对红、黄色光进行选择吸收，而对蓝、紫色光强烈散射、反射，因而海水看起来呈蓝色。绝大部分物体呈现颜色，都是其表面或体内对可见光进行选择吸收的结果 。
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漫谈大海的颜色
翻开世界地图集，黄海、红海、黑海、白海会映入我们的眼帘。海的颜色为什么不同？彩色的海是谁的杰作呢？
太阳光线眼看是白色；可它是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种可见光所组成。这七种光线波长各不相同，而不同深度的海水会吸收不同波长的光束。波长较长的红、橙、黄等光束射入海水后，先后被逐步吸收，而波长较短的篮、青光束射入海水后，遇到海水分子或其他微细的、悬在海洋里的浮体，便向四面散射和反射，特别是海水对蓝光吸收的少，而反射的多，越往深处越有更多的蓝光被折回到水面上来，因此，我们看到的海洋里的海水便是蔚蓝色一片了。
既然海水散射蓝色光，那么不论那个大海都应该是蔚蓝色的，但实际上，海洋却是红、黄、蓝、白、黑五色俱全， 这是由于某种海水变色的因索强于散射所生的蓝色时， 海水就会改头换面，五色缤纷了。
影响海水颜色的因素有悬浮质、离于、浮游生物等。大洋中悬浮质较少，颗粒也很微小，其水色主要取决于海水的光学性质，因此，大洋海水多呈蓝色；近海海水，由于悬浮物质增多，颗粒较大，所以，近海海水多呈浅蓝色；近岸或河口地城，由于泥沙颜色使海水发黄；某些海区当淡红色的浮游生物大量繁殖时，海水常呈淡红色。
我国黄海，特别是近海海域的海水多呈土黄色且混浊，主要是从黄土高原上流进的又黄又浊的黄河水而染黄的，因而得名黄海。
不仅泥沙能改变海水的颜色，海洋生物也能改变海水的颜色。介于亚、非两洲间的红海，其一边是阿拉伯沙漠，另一边有从撒哈拉大沙漠吹来的干燥的风，海水水温及海水中含盐量都比较高，因而海内红褐色的藻类大量繁衍，成片的珊湖以及海湾里的红色的细小海藻都为之镀上了一层红色的色泽，所以看到的红海是淡红色的， 因而得名红海。
由于黑海里跃层所起的障壁作用，使海底堆积大量污泥，这是促成黑海海水变黑的因素，另外，黑海多风暴、阴霾，特别是夏天狂暴的东北风，在海面上掀起灰色的巨浪，海水抹黑一片，故得名黑海。
白海是北冰洋的边缘海，深入俄罗斯西北部内陆，气象异常寒冷，结冰期达六个月之久。白海之所以得名是因为掩盖在海岸的白雪不化，厚厚的冰层冻结住它的港湾，海面被白雪覆盖。由于白色面上的强烈反射，致使我们看到的海水是一片白色。
彩色的海，是大自然的杰作。
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蓝色的海水与“拉曼效应”
1921年，在地中海行驶的轮船上，印度科学家拉曼乘船回国。一天，他在甲板上散步，偶然听到一对母子对话，儿子问：“妈妈，海水为什么是蓝色的？”年轻的母亲一时语塞。在旁边走过的拉曼告诉男孩：“海水之所以呈蓝色，是因为光反射了天空的颜色。”
在这之前，几乎所有的人都这样认为。这一解释出自英国物理学家瑞利勋爵。这位以发现“惰性气体”而闻名于世的大科学家，曾用太阳光被大气分子散射的理论解释天空的蓝色，并由此推断，海水的蓝色是反射天空颜色的结果。
拉曼告别了那一对母子后，心里总觉得自己的解释存在疑点。他深感自己不及那个男孩，缺乏那种在所有的“已知”中去追求“未知”的好奇心。
法国物理学家约里奥.居里，因轻言粒子轰击产生的射性为γ射线，而与中子的发现失之交臂，被年轻的物理家查德克夺走了此项发现的诺贝尔奖。
德国有机化学之父李比希，对从海藻中提取碘时沉淀下来的一层深褐色液体，轻率地贴上了一张氯化碘的标签，而在新元素溴的发现上输给了法国青年科学家波拉德。
两位前辈的前车之鉴，使得拉曼对任何事物的研究更为谨慎，更具独立思考。他回到加尔各答，立即着手研究海水为什么是蓝色的，并发现瑞利解释实验证据不足，令人难以信服，决心重新研究。
他从光线散射与水分子相互作用入手，运用爱因斯坦等人的涨落理论，获得了光线穿过净水、冰块及其他材料时散射现象的充分证据，证明是水分子对光线的散射使海水呈蓝色，这与大气分子散射太阳光使天空呈现蓝色的机理完全相同，进而又在固体、液体和气体中，分别发现了一种普遍存在的光散射效应，被人们统称为“拉曼效应”}