當(dāng)我們躺在草地上，微風(fēng)拂面，蔚藍的天空映入眼簾，身心感到放松時，你有沒有想過，天空為什么是藍色的呢？為什么不是其他顏色，比如粉色、綠色呢？
就是這我們已經(jīng)習(xí)以為常的自然現(xiàn)象，背后隱藏的物理規(guī)律卻并不簡單，說它不簡單，那是因為關(guān)于“天空為何藍色”的正確解釋，直到19世紀(jì)末20世紀(jì)初才由科學(xué)家給出了完善答案，要知道那時已經(jīng)距離牛頓開創(chuàng)經(jīng)典力學(xué)體系已經(jīng)過去了足足兩個多世紀(jì) 。不過從科普文章的角度出發(fā)，咱們只需要定性的了解這些規(guī)律即可，這樣來說，其實也不算復(fù)雜 。
關(guān)于歷史上是誰第一個對天空為何是藍色做出相關(guān)解釋的（解釋并不需要正確），咱們已經(jīng)無從得知，但咱們可以先自己思考一下這個問題 。
首先不管天空是什么顏色，前提都是空中的光子進入我們的眼睛，從而讓我們看到了天空的狀態(tài)，而這些光子是從哪里來的呢？
要知道大氣層是不可能自己發(fā)光的（應(yīng)該說在沒有外來物的情況下，不可能持續(xù)發(fā)出可見光），而這里的光子自然是太陽“送”過來的，但我們都知道太陽光是復(fù)合光，是因為牛頓利用三棱鏡發(fā)現(xiàn)了太陽光可以分解成多種顏色的光，因此天空的藍色是不是也因為天空中存在著類似三棱鏡一樣的東西，將光分解了？
但仔細一想，這樣并不正確，太陽光經(jīng)過三棱鏡會分解成數(shù)種顏色的光，那是因為折射的原因，如果是這樣，我們看到的天空不應(yīng)該只是單一的藍色，而是七彩斑斕的才對 。如果不是折射的原因，難道是因為藍色光在穿越大氣層的途中被“阻攔”了下來，導(dǎo)致它們無法抵達地面，只能在大氣層內(nèi)不斷的“游蕩”？
總的來講，這是一個光學(xué)現(xiàn)象，涉及光線穿越介質(zhì)時的情況，因此我們可以從相類似的丁達爾效應(yīng)說起 。
關(guān)于這個效應(yīng)，相信很多讀者朋友在學(xué)習(xí)中學(xué)化學(xué)時都有接觸，老師告訴我們，丁達爾效應(yīng)可以用來區(qū)分溶液和膠體，你只需要用一束光對準(zhǔn)要區(qū)分的液體，如果里面出現(xiàn)了一條光亮的通路，那就意味著這是膠體溶液 。
丁達爾效應(yīng)是英國科學(xué)家約翰·丁達爾于1869年發(fā)現(xiàn)的，其背后的微觀解釋是因為膠體溶液中存在大量直徑不超過100納米的小微粒，這些微粒的直徑小于可見光波長范圍，因此當(dāng)光線通過時，就會發(fā)生散射的現(xiàn)象（如果微粒的直徑過大，比光波長還要大很多時，就會出反射現(xiàn)象）
因此當(dāng)時的人們用丁達爾效應(yīng)用來解釋天空的顏色，認為是由于大氣中存在大量的灰塵、小水滴、冰晶等眾多的小微粒，而太陽光在通過大氣時，會不可避免的遇到這些微粒，將太陽光中的波長較短的藍色光散射到整個天空當(dāng)中，因此整個天空才會呈現(xiàn)藍色 。
這種解釋看上去似乎并沒有什么問題，不過實際上在丁達爾效應(yīng)中，散射光的強度與入射光波長之間的關(guān)聯(lián)并不是很強，雖然理論上還能說的過去，但放到現(xiàn)在來看，卻并不是正確答案，關(guān)鍵問題出在了“大氣中的灰塵、水滴等小微?！边@一點上 。
我們知道，雖然空氣中含有類似于塵埃、水滴等小微粒是“理所當(dāng)然”的，但這些小微粒的濃度卻是一個變量，而濃度直接影響著散射程度，散射程度的不同又直接導(dǎo)致天空的顏色出現(xiàn)差異 。
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