日出日落,五彩繽紛,奧秘究竟是什麼?

晨昏限定,五彩斑斕,你真的了解嗎?

來自小朋友的好奇:太陽怎麼在日出日落時有這麼多漂亮的顏色呢?

夕陽反射在暴風雲上,反射光創造出一些粉紅色、紫色和橙色的陰影,富有生機活力

(圖片來源:Jake Clark)

一位來自南澳大利亞甘比爾山的7歲小朋友艾絲琳(Aisling)提出了自己好奇已久的問題:

太陽是怎麼在日出日落時創造出這麼多漂亮的顏色呢?

你好,艾絲琳,我們很感謝你能提出如此有趣的問題!

我們都很喜歡欣賞日出日落時的絢麗色彩,可是大多數時候天空看起來都是藍色的,為什麼會出現這種情況呢?

實際上,這一切是因為「光」,神奇的光其實是有顏色的,我們周圍的光,其實是世界上所有顏色的組合。你可能會提出質疑:如果這是真的,為什麼我們只能在特定的時間看到天空中的少數某些顏色而非所有呢?

所以,要深入思考這一點,我們要先知道,白天怎麼樣變為黑夜——

在澳大利亞,我們隨處可見美麗日落,需要的僅僅是一個合適的觀景點,天空就會被紅與橙點亮

(圖片來源:傑克克萊克)

地球在太空中起舞

我們可愛的地球,和她附近的其他七顆行星在太空中運動。她們既會在原地轉圈(自轉),又會繞著太陽轉更大的圈(公轉)。

在澳大利亞日落時,意味著我們這一邊的地球正向遠離太陽的方向轉動;同理,日出時,我們就轉向太陽。

因此,夜晚,會發生在我們不面向太陽的時候;白天,會發生在旋轉至直面太陽的時候——所以,太陽的光線會迅速向我們直線傳播。

雖然難以通過觀察判斷光束大小,但是它們不同的,科學家們就用「波長」來測量太陽光束的大小。

而且,每種波長的光都有自己獨一無二的顏色。

地球被「外套」大氣層裹得嚴嚴實實

地球被「外套」大氣層裹得嚴嚴實實

現在我們知道,白天亮和黑夜暗的原因了,而且知道了代表陽光不同大小的「波長」。

下一個謎團出現了:它又是怎麼變成日出日落時呈現的絢麗色彩呢?

原因是,在地球的表面圍繞著一層非常重要的氣體,叫做「大氣層」。

地球的大氣層是很多微觀分子構成的,另外,事實上許多東西都是由分子構成,包括你我。

但是每個分子的體積都很小,甚至比一粒沙子都小得多的多,它們小到只能在顯微鏡下看到,我們肉眼只能看到由️它們構成的更大的物體。

如果你成為了國際空間站的宇航員,你一定要穿過地球的大氣層才能到達那裡

(圖片來源: 美國國家航空宇宙航行局)

大氣層 與 光 是如何玩耍的呢?

當太陽光到達地球時,光會與地球大氣層中的分子相遇,然後它們會一起玩——來回反射。這就叫做「散射」。

光的波長越長,在其「耗盡氣力」從而返回太空前,它散射的時間就會越長。

比如,藍色光的波長比紅色光或粉紅色光的短——這意味著藍光只能在分子間進行「短距離」跳躍。

因此,在澳大利亞直面太陽的白天,能供光線通過的大氣層較少,藍光也很容易就能從另一邊射出,就會給我們一片藍天。

儘管天空和海洋都是澄澈的「藍」,但兩者原因不同。

(圖片來源:傑克克萊克)

日出日落的色彩斑斕

我們已經知道地球的自轉,也請記住澳大利亞日落時,我們不再正對著它,而是正在遠離地球旋轉。

所以這說明,陽光必須穿過更厚的大氣層才能到達地球——這會在日出時發生。

由於覆蓋長距離大氣層,藍色光會疲憊不堪,它無法堅持的時候,就會將大部分彈回太空。但紅橙黃色光的波長較長,這讓它們可以堅持更長的時間,從而穿過大氣層到達地球。

——這,也就是為什麼我們能看到絢麗、明亮的日出與日落了。

BY:Nataliea Lowson

FY: Alina Zhu

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選文:天文志願文章組-

翻譯:天文志願文章組-Alina Zhu

審核:天文志願文章組-

終審:天文志願文章組-零度星系

排版:天文志願文章組-零度星系

美觀:天文志願文章組-

參考資料

1.維基百科全書

2.天文學名詞

3.原文來自:https://www.space.com/curious-kids-how-does-the-sun-make-such-pretty-colours-at-sunsets-and-sunrises

注意:所有資訊資料龐大,難免出現錯誤,還請各位讀者海涵以及歡迎斧正.

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