天空呈蓝色主要是因为大气分子对太阳光的瑞利散射效应。阳光中蓝光波长短，最容易被散射到四面八方 。
散射原理：大气中的气体分子直径远小于光波长，波长越短的光（如蓝、紫）散射强度越强，红光则穿透力强 。
视觉感知：虽然紫光散射更强，但太阳光谱中蓝光能量更高，且人眼对蓝光比紫光更敏感，所以看到的是蓝色而非紫色 。
人眼看到地球天空呈现蓝色的科学原因是什么？
天空为什么是蓝色的？是什么造成了美丽的蓝天？图片来源：ArtinunPrekmoung500pxGettyImages
为什么天空是蓝色的？这是我们日常生活中那些被我们视为理所当然的自然现象之一。
然而当我们停下来思考时，这是一个值得提出的好问题。
在这篇文章中，我们将探讨天空为什么是蓝色的科学原理，或者至少是它在我们眼中看起来是蓝色的原因。
美丽的蓝天是未来美好一天的征兆。但是什么让天空呈现蓝色呢？图片来源：KanokSulaimanGettyImages
阳光和地球大气层如何发挥作用
当阳光到达地球大气层时，它几乎包含了电磁波谱上的所有波长。
这包括可见光的所有颜色，从波长较短的紫色和蓝色，到波长较长的橙色和红色。
当我们的眼睛同时看到所有这些波长时，它们看起来就像纯白色。
除了阳光，地球的大气层还含有氮、氧、二氧化碳等分子，以及尘埃、水蒸气和污染物颗粒。
瑞利散射。氮分子和氧分子会将短波长的光散射到光谱的蓝色端。图片来源：MohdZishan多林金德斯利
阳光首先到达我们的地方——上层大气，会与空气中最丰富的分子相遇并相互作用：氮气和氧气。
这些分子很小，波长较长的光能够顺利穿过氮气和氧气而不会受到太多干扰。
然而，较短波长的光会被分子散射，从而向各个方向发出蓝光和紫光。
这被称为瑞利散射，以发现它的物理学家命名。
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图片来源：YorVen盖蒂图片社
所以，天空呈现蓝色是因为大气中的氮分子和氧分子会将短波长的光散射到可见光谱的蓝色端。
其他颜色穿过地球大气层到达我们这里，但由于蓝光波长的大量存在，我们的眼睛看到天空是蓝色的。
技术上而言，在天空中散射的短波长对应着蓝色和紫色，这使得天空的真实颜色是蓝紫色。
然而，我们眼睛中感知颜色的视锥细胞对紫色并不十分敏感，所以我们看到天空是蓝色的。
使天空变蓝的东西，也使月亮变红
一轮红色的满月从地平线上升起。照片由NicolasEconomouNurPhoto通过盖蒂图片社拍摄
让我们眼中的白天天空看起来是蓝色的同样大气现象，也是靠近地平线的月亮看起来是红色的原因。
这可以归结为瑞利散射以及月球在低空时其光线需要穿过的大气层厚度。
当月亮高挂天空时，其反射的阳光会穿过相对较薄的大气层到达我们的眼睛。
但当月亮刚从地平线升起时，它的光线需要穿过更厚、更密集的大气层路径才能到达我们的眼睛。
因为蓝光和紫光波长较短，它们会与气体分子碰撞并向各个方向散射。
较长的红色和橙色波长更善于穿透浓密的大气层。
所以当月亮位置较低，其光线需要穿过更厚的大气层时，就会出现月亮看起来呈橙色或铁锈红色的效果。
月亮在天空中升得更高时，橙色的色调逐渐消散，月亮的颜色也变得更淡了。