“藍(lán)藍(lán)的天空白云飄”。對(duì)這種美麗的景色，相信大家都有所感受。那么天空為什么是藍(lán)色的?云為什么是白色的?對(duì)于這種奇妙的物理現(xiàn)象，并不是所有人都能說(shuō)出原因。事實(shí)上，我們所觀賞的這一美麗景象是天空中的大氣分子、水滴、其他微粒和陽(yáng)光共同作用的結(jié)果。
一、空氣和太陽(yáng)光
為了解釋這種物理現(xiàn)象，首先簡(jiǎn)單了解一些空氣和太陽(yáng)光的知識(shí)?？諝馐窃诘厍蛲饷姘囊粚?ldquo;防彈衣”，保護(hù)著地球上生物不受紫外線(xiàn)的照射?？諝獠⒉皇强盏?，是由很多的微粒組成。其中99%是氮?dú)夂脱鯕?，其余則是別的氣體(如二氧化碳、惰性氣體等)、小水滴和來(lái)源于工廠的粉塵、風(fēng)中的揚(yáng)沙、火山爆發(fā)的巖灰等漂浮微粒。但是空氣的成分并不是固定的，這依賴(lài)于所在的位置、天氣和其他的不固定因素(如森林、海洋以及火山爆發(fā)和污染的嚴(yán)重與否)。
光是能量以電磁波傳播的一種方式，在真空中的傳播速度為每秒30萬(wàn)千米。光和其他波(比如聲波)不同的是具有波粒二象性。這是因?yàn)楣馐怯梢环N無(wú)質(zhì)量的粒子——光子組成，所以光不但具有波的特性，還有粒子的特性。光傳遞能量的大小與光的頻率成正比，而光的頻率正好決定其顏色。但我們的眼睛只能看到其中特定頻率范圍內(nèi)的光，稱(chēng)之為可見(jiàn)光，頻率過(guò)高(紫外線(xiàn))和過(guò)低(紅外線(xiàn))，我們都看不見(jiàn)。
對(duì)于太陽(yáng)光，牛頓首先用三棱鏡發(fā)現(xiàn)其中包含著赤、橙、黃、綠、藍(lán)、靛和紫7種顏色?？梢杂靡粋€(gè)小實(shí)驗(yàn)(如圖1所示)即可觀察到“七彩陽(yáng)光”。取裝入水的玻璃缸放在房子中陽(yáng)光入射的地方，然后在水中放一面小鏡子，用一張白紙接收從盆中小鏡子反射的光，根據(jù)光的折射原理，即可從白紙上看到一個(gè)漂亮的人造彩虹。在7種不同的光中，紅光波長(zhǎng)最長(zhǎng)(頻率最低)，紫光波長(zhǎng)最短(頻率最高)。我們?nèi)庋鬯吹降氖撬鼈兊幕旌辖Y(jié)果。
二、天空為什么是藍(lán)色的
除非有外界干擾，光都是以直線(xiàn)傳播的。當(dāng)光在空氣中傳播時(shí)，不可避免要遇到空氣中的氣體分子和其他微粒。這些微粒對(duì)光有吸收、反射和散射等物理作用，正是這些物理作用使得晴日里天空成為蔚藍(lán)色。
