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请用自然科学知识解释:天空和海洋为什么是蓝色的?

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2018-10-18

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    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。
   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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