天空城（天空那么什么那么什么） _空城

天空为何会是蓝的呢？
古往今来，对这个“naive”但也很“complex”的问题的解答成千上万……如：
“孩子啊，这是因为南瞻部洲增长天王的宫殿呀……咳咳，是蓝色的。所以，我们呀……”（大误）或“空气中会有许多微小的尘埃、水滴、冰晶等物质，当太阳光通过空气时，波长较短的蓝、紫、靛等色光，很容易被悬浮在空气中的微粒阻挡，从而使光线散射向四方，使天空呈现出蔚蓝色。“
【天空城（天空那么什么那么什么）】可惜，这两个答案都有问题。前者是古代宗教的观点，后者是19世纪中叶的丁铎尔散射模型。聪明的你看到这里肯定就会问：“后一个的没问题啊？！”是的，“波长较短的蓝色光，容易被悬浮在空气中的微粒阻挡，……散射向四方”，但它并不是“天是蓝的”的真正原因。如果它真的主要是由水滴冰晶等微粒的散射引起的，那么天空的颜色和深浅，就应随着空气湿度的变化而变化（因为当湿度变化时，空气中水滴冰晶的数目会明显变化）。e.g.潮湿地区和沙漠地区的湿度差别很大，但天空是一样的蓝，一样的美丽（大笑）。所以丁铎尔散射模型无法解释清楚这个问题。到十九世纪末叶，丁氏解释已被质疑。
1880年代，瑞利在度假期间注意到：根本不必求助尘埃、水滴、冰晶等空气中的微粒，空气本身的氧和氮等分子对阳光就有散射，而且蓝色光容易被散射。所以，空气分子的散射就可以作为它的主因。大气层中气体分子的尺度要远远小于可见光的波长，这种尺度的微粒对不同颜色的光线具有不同的散射强度。其散射强度与入射光的波长的四次方成反比。红光（波长：760~622纳米）的波长较长，被散射的红光强度就很弱，而蓝、紫光（450~435纳米、380 ～ 470 纳米）的波长较短，散射强度就强。所以，大气分子就好比一张滤网，把太阳光中长波的成分过滤掉，将剩下的蓝、紫光洒向大地。而我们人类的眼睛对紫色光非常不敏感，因此我们看到的天空就是蓝色的。
Q.E.D