先回答问题:白色阳光进入大气后,不同颜色的光被空气分子改变传播方向的程度不同。白天,我们从四面八方收到较多被散射的蓝光;日落时,阳光要穿过更长的大气路径,更多蓝光被散向别处,直接到达眼睛的光便更偏红。

空气透明,为什么天空有颜色?

透明不等于完全不与光作用。组成空气的分子远小于可见光的波长,它们会让较短波长的光更容易向各个方向散射。蓝光比红光更容易发生这种散射,因此当你看向没有太阳的天空时,眼睛仍会收到来自许多方向的蓝光。

天空不是在自己发蓝光。你看到的是太阳光在大气中绕了一个方向来到眼睛。

为什么不是紫色?

短波长的紫光也很容易散射,但太阳发出的各波长能量分布、部分紫光在大气中的吸收,以及人眼对不同颜色的敏感程度都会影响最终体验。我们看到的天空颜色,是光源、大气和视觉系统共同作用的结果。

日落为什么变红?

太阳接近地平线时,光在大气中走过的路径比正午长得多。沿途的短波长光更容易被散到其他方向,留在直射光中的长波长成分比例增加,于是太阳附近常呈橙色或红色。

尘埃、水滴和气溶胶也会改变颜色与明暗,所以并不是每一次红色日落都完全相同。大气越复杂,简单的“蓝光散掉了”就越只是第一层解释。

最容易误解的地方

蓝天和红日落不是两个彼此无关的现象。它们是同一套光与大气作用,在不同观察方向和传播距离下的两种结果。

如果只记住一件事

天空的颜色不是大气本身的颜料,而是阳光经过散射后,从不同方向和不同路径来到眼睛的结果。