世界的颜色（一）：为什么天空是蓝色的

万里无云的蓝天是蓝色的，那是因为在空气中分子散射太阳光线当中蓝色部分的能力高于其散射红色光线的能力。日暮时分我们看到落日呈现红色与橘黄色，这是因为蓝色光被散射并且朝着视线以外的方向传播。

太阳发出的白色光包含了彩虹色的所有颜色。牛顿利用多棱镜分离得到了不同的颜色并制成色谱证明了这一点。不同颜色光线具有不同的光波的波长。可见光色谱范围跨越最长720nm的红光到最短的380nm的紫光，其中包含橘黄，黄，绿，蓝和靛蓝的光波波长。人眼视网膜上的色彩接收器对于红绿蓝三种颜色有较强的接收能力，三种颜色的组合形成了人眼的色觉。
如果短波的光波能够具有更强烈的散射，那么天空为什么没有呈现出最短波长的可见光——紫光的颜色？太阳辐射的光线在每个波长之上分布并不是均匀的，并且高空大气层可以吸收一部分散射光线，因此在光线中紫色的散射光线部分就更少了。我们的眼睛对于紫光是不敏感的。尽管这可能是答案的一部分，然而彩虹中折射的光线让我们看到在可见光部分中靛蓝和紫光的比例是超过蓝光的。答案的另外一部分就在于我们视觉的工作原理。在我们的视网膜或者视网膜锥中，有三种颜色的接收器。这些接收器由于分别对三种波长的光波接收能力明显而被命名为红，蓝和绿感光光锥。随着这三种光锥接收三种颜色光比例的变化，我们的视觉系统构建了我们可以见到的光的颜色。

大气本身是无色的，太阳光有红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色光，阳光进入大气层时，波长较长的红光、橙光等遇到空气中尘埃时，透射力最强，能透过大气直射向地面，而波长较短的紫光、蓝光、青光很容易被悬浮在空气中的微粒向四面八方散射开来，被散射了的紫、蓝、青光布满天空，所以天空会呈现出蔚蓝色。

天空的蓝色是臭氧层的颜色，因为臭氧的颜色是蓝色的。平时天空上的白云都是水汽凝聚在一起的。

因为天空中是没有污染的，而且晴空万里，白云朵朵，所以说蓝天白云是特别美丽的一个景色，但是越往下的话，那么实际上上大气层也是有污染的，就没有那么蓝也没有那么白

在地球上空，包裹着一层厚厚的大气。但大气是没有颜色的，但是当太阳光进入大气层后，大气会将太阳光向四周散射。太阳光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光组成的，其中红光波长最长，紫光波长最短。波长比较长的红光透射性最大，能够直接透过大气射向地面，橙、黄、绿光也比较容易透过大气，而波长比较短的蓝、靛、紫等颜色的光，却很容易被大气散射而无法透过大气层。

　　光无论是在空气、水或是其他介质中，总是沿着直线传播。一旦遇到一个小的颗粒，就有一部分光线偏离原来的方向向四面八方传播。这就是光的散射现象。　　在短波中，蓝色光能量最大，散射出来的光波也最多，被散射的蓝光布满天空，就使天空呈现出了一片蓝色。

既然波长越短散射越强，那么天空的颜色就应该是紫色，但是，因为紫光波长太短，地球周围的臭氧对太阳辐射的紫外线有强烈的吸收作用，因此能够到达地面的紫光很少，再加上我们的眼睛对紫色不如蓝色那样敏感，所以虽然紫光比蓝光波长更短，但我们看到的天空不是紫色而是蓝色的。

在大气污染的情况时，比如出现雾和霾时，天空总是能见度不佳且呈现白色。上文讲到过光线遇到较小的气体分子时发生的散射叫做瑞利散射，当光线碰到粒径大小接近于或大于光线波长的粒子时，发生的散射叫米氏散射（或米散射）。与瑞利散射不同的是，米氏散射的强度几乎与波长无关，而且光子散射后的性质也不会改变，因此经米氏散射后的光线呈现白色或灰色。在雾天或霾天时，空气中悬浮着大量的水滴、烟、尘等颗粒，光线透过时主要是米氏散射，因此我们看到的总是白茫茫甚至是灰色的一片。

所以白天，太阳在我们的头顶，当日光经过大气层时，与空气分子发生瑞利散射，因为蓝光的瑞利散射比较强，所以天空呈现蓝色。但是太阳本身及其附近却呈现白色或黄色，这是因为在太阳与太阳周围范围内我们看到的光线大多是直射光而不是散射光，所以日光的颜色（白色）基本未发生改变。

当日落或日出时，太阳几乎在我们视线的正前方，此时太阳光在大气中要走相对长的路程，这时直射光中的蓝光大多都被散射了，只剩下了红橙色的光，这就是为什么日落时太阳附近呈现红色。而此时的云也因为反射太阳光而呈现红色，这就和用红色的光照在白纸上的道理一样。注：瑞利散射是一种光学现象，属于散射的一种情况。又称“分子散射”。粒子尺度远小于入射光波长时（小于波长得十分之一），其各方向上的散射光强度是不一样的，该强度与入射光的波长四次方成反比，这种现象称为瑞利散射。

米氏散射（Mie scattering），当大气中粒子的直径与辐射的波长相当时发生的散射。这种散射主要由大气中的微粒，如烟、尘埃、小水滴及气溶胶等引起。米氏散射的散射强度与频率的二次方成正比，并且散射在光线向前方向比向后方向更强,方向性比较明显。（感谢百度百科）