大海为什么是蓝色的,为什么天空是蓝的，海水也是蓝的？

△从太空看大海为什么是蓝色的，地球总是被描述为一个淡蓝色的点。但只有海洋才呈现这种深浅不一的蓝色。大陆，云层和冰盖根本不呈现蓝色。是海洋，而不是大气给予地球这样的外表肤色。数千年中，人们被迫简单地接受世界的这些属性来作为事实。但随着现代科学的进步，我们理解了它们呈现蓝色的原因。

文章插图

文章插图
图解：连续光束被棱镜散射的动画示意图，如果你有能看到紫外线和红外线的眼睛，你就能看到紫外线比紫光/蓝光弯曲更多，而红外线比红光弯曲更少。
当我们通过棱镜传递阳光时，我们可以看到它如何分成各个部分。最高能量光也是最短波长（和高频）光，而能量较低的光具有比其高能量光更长的波长（和低频）。光色散是因为波长是决定光与物质相互作用的关键属性。
微波炉中的大孔允许短波长可见光进出，但保持更长波长的微波光进入并反射它。太阳镜上的薄涂层反射紫外线，紫光和蓝光，但允许更长波长的绿色，黄色，橙色和红色通过。构成我们大气层微小而不可见的粒子 – 氮，氧，水，二氧化碳和氩原子等分子 – 散射所有波长的光，但优先散射更蓝，更短波长的光。
图解：瑞利散射对蓝光的影响比红光更多，在可见波长中，紫光分散最多。只是由于我们眼睛的敏感性，天空呈蓝色而不是紫色。
最长波长和最短波长的可见光经历瑞利散射出现整数量级的差异。这背后存在一个物理原因：构成我们大气的所有分子的大小都小于人眼所能看到的各种波长的光。更接近分子大小的波长将被更有效地散射；从数量上讲，它遵循的规律被称为瑞利散射。在可见光范围内的紫光比另一端的红色长波长光散射的频率高出九倍。这就是为什么，在日出、日落和月食期间，红光仍然可以有效地穿过大气层，但更波长更长的光实际上是不存在的，它们被优先散射掉了。
由于更蓝的光更容易散射，任何直射进入的阳光都会变得越来越红，越过它通过的大气层越红。然而，天空的其余部分将被间接的阳光照亮：光照射到大气层然后重新被你的眼睛看到。绝大多数光线的波长为蓝色，这就是白天天空是蓝色的原因。
在有足够的大气将蓝光散射到你的眼睛之前，它只会呈现更红的色调。如果太阳低于地平线，所有的光必须通过大量的大气。更蓝的光线向各个方向散射，而更红的光线更不容易散射，这意味着它需要更直接的路径到达你的眼睛。如果你在日落之后或日出之前曾经坐过飞机，你可以看到这种壮观景象。.
图解：地球的海洋呈现蓝色，但沿着大陆架，它们看起来比海洋最深处的蓝色更浅。这不是图像构建方式的导致的错误，而是一种真实的现象，它详细描述了不同深度的海洋本身吸收和反射阳光的差异。
占地球表面积71%的海洋，吸收了大气中90%以上的热量，因此海洋与全球气候同呼吸共命运，气候的每一个微小变化都能在海洋中放大。

文章插图
海洋蕴含巨大能量和丰富宝藏，面朝大海，总能被她的湛蓝清澈、碧波荡漾，或汹涌澎湃、辽阔浩瀚吸引。同样都是水，为什么杯子里的清澈透明，大海里的却湛蓝明亮？

文章插图
在现在看来，这个问题很容易解释，但在一百多年前，许多物理学家为此着迷却无能为力，对这一问题的好奇推动了20世纪早期对多个光学难题的研究。

文章插图
简而言之，海洋之所以是蓝色的，是因为水吸收光线的方式，水中粒子散射光线的方式，还因为天空中的一些蓝光被反射。

文章插图
光是如何工作的首先，我们需要知道一些关于光的本质的事实。

文章插图
我们看到的光，称之为白光，是由被称为光子的极其微小的粒子组成的，光子甚至比原子还小。你看不见它们，但它们就在你前后左右，无论白天夜晚。

文章插图
这些粒子非常奇怪，因为当我们对它们进行测量的时候，它们有时像一个小球一样运动，有时又像一个波。

文章插图
白光是由不同波长的光子组成的，红橙黄绿青蓝紫，从700nm到400nm不等。由于紫光的波长太短，大多数人仅凭肉眼很难观察到，因此我们能看到的波长最短的光是蓝色的。
【大海为什么是蓝色的,为什么天空是蓝的，海水也是蓝的？】白光是由具有许多不同波长的光构成
光子从太阳发出，与地球上的所有物质相互作用。根据光子接触的物体，一些光子会被吸收，有些会被反弹。当光子反弹回来时，我们称之为“散射” 。
被散射的光子赋予了物体颜色。例如，树叶是绿色的，因为绿色的光子被反射，进入我们的眼睛，其他颜色的光子则被树叶吸收。
一杯水是什么颜色的？实验表明纯水(不含其他物质的水)吸收的红光比蓝光多。但是有多少红光会被吸收呢？这取决于水的多少。
一小瓶或一杯纯净水是清澈透明的，因为它只能吸收一点点红光。
现在想象一下，一个杯子可以盛下整个海洋的水。有了这么多水，红光被吸收，所以看起来会很蓝。
但是当谈到光如何与海洋相互作用时，这个问题就有了更多的内容。
首先，海水并不纯净。海水中富含多种元素，比如钠镁氯溴碘。海水中的这些粒子也会反射一些光，综合来看，从海洋返回的光通常是蓝绿色的。
我们知道天空是蓝色的，天空确实在我们的眼睛感知海洋的颜色方面发挥了作用。但这不是唯一的因素。
最后，我们需要考虑时间和太阳在天空中的位置。当阳光明媚的时候，大海看起来比深夜更蓝，那时大海看起来很暗，几乎是黑色的。
像科学中的许多问题一样，答案并不像简单的是或否那么简单。许多问题通常有许多正确但不完整的答案，这就是科学如此有趣的原因。