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天空为什么是蓝色的？这是一个有趣的物理现象。太阳光实际上包含了所有颜色的光，当这些光线穿过地球大气层时，会发生散射现象。由于蓝色光的波长较短，它比其他颜色的光更容易被空气中的分子散射到各个方向，因此我们看到的天空呈现蓝色。
太阳光虽然看起来是白色的，但实际上是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光混合而成的。我们可以用三棱镜将白光分解，看到这些不同颜色的光。这些颜色的光具有不同的波长，红光的波长最长，约700纳米，而紫光的波长最短，约400纳米。波长的不同是理解天空为什么是蓝色的关键。
瑞利散射是解释天空蓝色的关键物理现象。当太阳光遇到大气中比光波长小得多的气体分子时，就会发生瑞利散射。散射的强度与光波长的四次方成反比，这意味着波长越短的光，散射越强烈。由于蓝光的波长比红光短得多，所以蓝光的散射强度远远大于红光，这就是为什么我们看到天空是蓝色的原因。
你可能会问，既然紫光的波长更短，散射更强，为什么天空不是紫色的呢？这有几个原因：首先，人眼对蓝光比对紫光更敏感；其次，太阳光谱中蓝光的成分比紫光更多；最后，大气层会吸收掉一部分紫外线。因此，虽然紫光散射很强，但我们看到的天空主要呈现蓝色。
现在我们来解释为什么日出和日落时天空是红色的。当太阳接近地平线时，阳光需要穿过比正午时更厚的大气层。在这个漫长的路径中，大部分蓝光都被散射掉了，而波长较长的红光和橙光更容易穿透大气层到达我们的眼睛。这就是为什么日出日落时天空呈现美丽的红色和橙色。这个现象完美地证实了瑞利散射理论。