1光波是怎么回事?2既然波长最长的红色最不容易被散射,那么,天空为何不整天为红色呢? 为什么光的波长越长越不容易被散射?

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1、光波是怎么回事?光具有波粒二像性。
光的波粒二象性
爱因斯坦光子理论重点叙述了光的粒子性。其实所谓的粒子性就是指光的能量具有不连续的特性。它们以普朗克作用量子h,波的频率ν组成能量最小单位,以其整数倍的数值出现在一定局域空间中。除此之外并没有其它的涵义。至此可以说,光具有波粒二象性(wave-particle dualism)。

光子的波动性与粒子性之间的联系为:

光子的波动性与粒子性是光子本性在不同的条件下的表现。波动性突出表现在其传播过程中,粒子性则突出表现在物体的电磁辐射与吸收、光子与物质的相互作用中。一般地说,频率越高、波长越短、能量越大的光子其粒子性越显著;而波长越长,能量越低的光子则波动性越显著。值得提出的是,在同一条件下,光子或者表现其粒子性,或者表现其波动性,而不能两者同时都表现出来。
按照波动概念,光强正比于光波振幅的平方。按照粒子概念,光强正比于光子流密度。于是,光波振幅的平方应该与光子流密度成正比。或者说,空间某处光波振幅越大,表示该处光子密度越大,光子到达该处的概率越大。从这个意义上讲,光波是一种“概率波”。它的强度分布描述了光子到达空间各点的概率。

2、既然波长最长的红色最不容易被散射,那么,天空为何不整天为红色呢?
最不容易散射的话应该是天空不是红色而太阳是偏红色。散射掉的光才是天空的颜色。

在大自然中,为什么无色透明的空气能呈现蔚蓝的天空;白色的阳光会变成殷红的落日? 这都是地球周围的大气层对阳光进行散射而形成的。
原来,光在传播过程中,遇到两种均匀媒质的分界面时, 会产生反射和折射现象。但当光在不均匀媒质中传播时, 情况就不同了。由于一部分光线不能直线前进,就会向四面八方散射开来,形成光的散射现象。地球周围由空气形成的大气层, 就是这样一种不均匀媒质。因此, 我们看到的天空的颜色,实际上是经大气层散射的光线的颜色。科学家的研究表明, 大气对不同色光的散射作用不是“机会均等”的, 波长短的光受到的散射最厉害。当太阳光受到大气分子散射时, 波长较短的蓝光被散射得多一些。由于天空中布满了被散射的蓝光, 地面上的人就看到天空呈现出蔚蓝色。空气越是纯净、干燥,这种蔚蓝色就越深、越艳。如果天空十分纯净,没有大气和其他微粒的散射作用,我们将看不到这种璀璨的蓝色。比如在2 万米以上的高空,空气气体分子特别稀薄,散射作用已完全消失,天空也会变得暗淡。
同样道理,旭日初升或日落西山时,直接从太阳射来的光所穿过的大气层厚度, 比正午时直接由太阳射来的光所穿过的大气层厚度要厚得多。太阳光在大气层中传播的距离越长,被散射掉的短波长的蓝光就越多,长波长的红光的比例也显著增多。最后到达地面的太阳光, 它的红色成分也相对增加。因此,才会出现满天红霞和血红夕阳。实际上,发光的太阳表面的颜色始终没有变化。

光的散射
(1)定义或解释

光束通过不均匀媒质时,部分光束将偏离原来方向而分散传播,从侧向也可以看到光的现象,叫做光的散射。

(2)说明

①引起光散射的原因是由于媒质中存在着其他物质的微粒,或者由于媒质本身密度的不均匀性(即密度涨落)。

②一般由光的散射的原因不同而将光的散射分为两类:

a.廷德尔散射。

颗粒浑浊媒质(颗粒线度和光的波长差不多)的散射,散射光的强度和入射光的波长的关系不明显,散射光的波长和入射光的波长相同。

b.分子散射。

光通过纯净媒质时,由于构成该媒质的分子密度涨落而被散射的现象。分子散射的光强度和入射光的波长有关,但散射光的波长仍和入射光相同。

光通过不均匀介质时部分光偏离原方向传播的现象。偏离原方向的光称散射光,散射光一般为偏振光(线偏振光或部分偏振光,见光的偏振)。散射光的波长不发生变化的有廷德耳散射、分子散射等,散射光波长发生改变的有拉曼散射、布里渊散射和康普顿散射等。廷德耳散射由英国物理学家J.廷德耳首先研究,是由均匀介质中的悬浮粒子引起的散射,如空气中的烟、雾、尘埃,以及浮浊液、胶体等引起的散射均属此类。真溶液不会产生廷德耳散射,故化学中常根据有无廷德耳散射来区别胶体和真溶液。分子散射是由于物质分子的热运动造成的密度涨落而引起的散射,例如纯净气体或液体中发生的微弱散射。

介质中存在大量不均匀小区域是产生光散射的原因,有光入射时,每个小区域成为散射中心,向四面八方发出同频率的次波,这些次波间无固定相位关系,它们在某方向上的非相干叠加形成了该方向上的散射光。J.W.S.瑞利研究了线度比波长要小的微粒所引起的散射,并于1871年提出了瑞利散射定律:特定方向上的散射光强度与波长λ的四次方成反比;一定波长的散射光强与(1+cosθ)成正比,θ为散射光与入射光间的夹角,称散射角。凡遵守上述规律的散射称为瑞利散射。根据瑞利散射定律可解释天空和大海的蔚蓝色和夕阳的橙红色。

对线度比波长大的微粒,散射规律不再遵守瑞利定律,散射光强与微粒大小和形状有复杂的关系。G.米和P.J.W.德拜分别于1908年和1909年以球形粒子为模型详细计算了对电磁波的散射,米氏散射理论表明,只有当球形粒子的半径a<0.3λ/2π时,瑞利的散射规律才是正确的,a较大时,散射光强与波长的关系就不十分明显了。因此,用白光照射由大颗粒组成的散射物质时(如天空的云等),散射光仍为白光。气体液化时,在临界状态附近,密度涨落的微小区域变得比光波波长要大,类似于大粒子,由大粒子产生的强烈散射使原来透明的物质变混浊,称为临界乳光。

波长发生改变的散射与构成物质的原子或分子本身的微观结构有关,通过对散射光谱的研究可了解原子或分子的结构特性。

形象点说,天空就行一块透明的布,光就好比染料,红光穿透了,就是红染料流走了,蓝光被挡住,散射了,就是蓝染料染了布,你看见的怎么会是红布呢?
明白了没?

天空之所以是蓝色就是因为蓝色容易被散射

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