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日出日落,五彩缤纷,奥秘究竟是什么?

晨昏限定,五彩斑斓,你真的了解吗?

来自小朋友的好奇:太阳怎么在日出日落时有这么多漂亮的颜色呢?

日出日落,五彩缤纷,奥秘究竟是什么?

夕阳反射在暴风云上,反射光创造出一些粉红色、紫色和橙色的阴影,富有生机活力

(图片来源:Jake Clark)

一位来自南澳大利亚甘比尔山的7岁小朋友艾丝琳(Aisling)提出了自己好奇已久的问题:

太阳是怎么在日出日落时创造出这么多漂亮的颜色呢?

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你好,艾丝琳,我们很感谢你能提出如此有趣的问题!

我们都很喜欢欣赏日出日落时的绚丽色彩,可是大多数时候天空看起来都是蓝色的,为什么会出现这种情况呢?

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实际上,这一切是因为“光”,神奇的光其实是有颜色的,我们周围的光,其实是世界上所有颜色的组合。你可能会提出质疑:如果这是真的,为什么我们只能在特定的时间看到天空中的少数某些颜色而非所有呢?

所以,要深入思考这一点,我们要先知道,白天怎么样变为黑夜——

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在澳大利亚,我们随处可见美丽日落,需要的仅仅是一个合适的观景点,天空就会被红与橙点亮

(图片来源:杰克克莱克)

地球在太空中起舞

我们可爱的地球,和她附近的其他七颗行星在太空中运动。她们既会在原地转圈(自转),又会绕着太阳转更大的圈(公转)。

在澳大利亚日落时,意味着我们这一边的地球正向远离太阳的方向转动;同理,日出时,我们就转向太阳。

因此,夜晚,会发生在我们不面向太阳的时候;白天,会发生在旋转至直面太阳的时候——所以,太阳的光线会迅速向我们直线传播。

虽然难以通过观察判断光束大小,但是它们不同的,科学家们就用“波长”来测量太阳光束的大小。

而且,每种波长的光都有自己独一无二的颜色。

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地球被“外套”大气层裹得严严实实

现在我们知道,白天亮和黑夜暗的原因了,而且知道了代表阳光不同大小的“波长”。

下一个谜团出现了:它又是怎么变成日出日落时呈现的绚丽色彩呢?

原因是,在地球的表面围绕着一层非常重要的气体,叫做“大气层”。

地球的大气层是很多微观分子构成的,另外,事实上许多东西都是由分子构成,包括你我。

但是每个分子的体积都很小,甚至比一粒沙子都小得多的多,它们小到只能在显微镜下看到,我们肉眼只能看到由️它们构成的更大的物体。

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如果你成为了国际空间站的宇航员,你一定要穿过地球的大气层才能到达那里

(图片来源: 美国国家航空宇宙航行局)

大气层 与 光 是如何玩耍的呢?

当太阳光到达地球时,光会与地球大气层中的分子相遇,然后它们会一起玩——来回反射。这就叫做“散射”。

光的波长越长,在其“耗尽气力”从而返回太空前,它散射的时间就会越长。

比如,蓝色光的波长比红色光或粉红色光的短——这意味着蓝光只能在分子间进行“短距离”跳跃。

因此,在澳大利亚直面太阳的白天,能供光线通过的大气层较少,蓝光也很容易就能从另一边射出,就会给我们一片蓝天。

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尽管天空和海洋都是澄澈的“蓝”,但两者原因不同。

(图片来源:杰克克莱克)

日出日落的色彩斑斓

我们已经知道地球的自转,也请记住澳大利亚日落时,我们不再正对着它,而是正在远离地球旋转。

所以这说明,阳光必须穿过更厚的大气层才能到达地球——这会在日出时发生。

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由于覆盖长距离大气层,蓝色光会疲惫不堪,它无法坚持的时候,就会将大部分弹回太空。但红橙黄色光的波长较长,这让它们可以坚持更长的时间,从而穿过大气层到达地球。

——这,也就是为什么我们能看到绚丽、明亮的日出与日落了。

BY:Nataliea Lowson

FY: Alina Zhu

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