太陽和月亮的顏色為什么會改變

從天文學家拍攝的照片里我們可以發現,在宇宙中,月亮是一個被太陽照亮的灰白色的球體,它在漆黑的宇宙空間里發出光芒,而太陽則近似白色 。但當我們從地球上觀察月亮時,它的顏色則取決于它的位置 。比如,當它剛剛出現在地平線上時是亮橙色的,逐漸地,隨著地球轉動,它在天空中漸漸升起,橙色逐漸變淡,成為黃色,再變成黃白,最終,當它升到天空的正上方時,就呈現出它真實的顏色——灰白色了 。
太陽也有類似的變化 。正午時,太陽往往是黃白色的,但日出和日落時,它卻會變紅,或者橘紅,或者粉紅,這是怎么回事呢?
事實上,在宇宙空間中觀察到的太陽和月亮的顏色并沒 有變來變去,大氣層是擋在我們眼前的一層面紗,光在進入我們眼睛之前必須先穿過大氣層,光就是在這個過程中發生了變化 。氮氣、氧氣和組成空氣的其他氣體,加上塵埃、煙霧和污染物等飄在空中的微粒,可以使進入人眼的光變紅 。
這是為什么呢?太陽發出的光是白光,而月亮不發光,只是反射太陽光 。因為白光是由多種顏色的光(光譜)組成的 。光在宇宙空間中以300000千米/秒的速度傳播,進入大氣層之后,一部分光線能順利地通過大氣層而不與空氣分子碰撞,這部分光線到達地面時仍能保持原有的白色 。但是大氣層是由數不清的空氣分子組成的,因此光與空氣分子之間的碰撞不可避免,一旦光子在傳播過程中與空氣分子發生了碰撞,就會產生散射 。從白光中散射出去的光大部分是藍色光,當光線到達我們的眼睛時,剩余成分大多是暖色系的光,所以我們看到的太陽要比它真實的顏色黃一些 。只有當太陽處于我們頭頂正上方時,顏色才最接近它的真實顏色 。此時,光線垂直于大氣層,而越往高空處空氣越稀薄,垂直通過的路線使光線受到的空氣分子的阻攔最小,所以到達我們的眼睛的時候變化也就最小 。
相比之下,當太陽在地平線附近時,顏色變化就明顯得多 。因為在這個角度上,光線基本上是斜貼著地面向前傳播的 。地面附近的空氣密度大,光線在其中傳播的時候會跟很多的氣體分子發生碰撞,再加上近地面氣體中塵埃和氣體污染物含量也比較高,就會有更多的藍色光在傳播過程中被散射吸收,這樣,當光線最終到達我們 的眼睛時,只剩下紅色和橙色的成分了 。這就是日出日落時太陽呈現紅色的原因 。
【太陽和月亮的顏色為什么會改變】月亮變色也是這個原因 。傍晚時分,地平線附近的月亮是淺黃色的;當夜幕降臨月亮升起來之后,它的顏色一點點變淡,最后就成了白色了 。現在我們知道,月亮在高處時反射來的光線里含有更多種顏色成分,這些顏色的光都進入我們的眼睛,我們才看到了白色的月亮 。空氣里的污染物越多,日出日落、月出月落的景觀就越壯觀,這也是生活在像洛杉磯這樣空氣質量較差的城市里的意外收獲 。

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