首页 -> 2004年第8期
天空为什么是蓝的
作者：马里奥．伊．莫利纳
那么，天为什么是蓝的，而不是绿的或红的呢？
首先你得明白一个道理：我们周围的事物之所以显现出颜色来，仅仅是因为阳光照射着它们。虽然阳光看上去是白色的，但是所有的颜色：赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫，在阳光里都存在。
天空里有这么多颜色，为什么我平时看到的只有蓝色呢？你可能会问。
如果你把光线设想为波浪，你就会猜破这个谜了。光其实是像一个波浪那样在运动的。我们来设想一下一滴雨落在一个水洼里的情景。当这滴雨落到水面上时，就会产生小波浪，波浪一起一伏地变成更大的圈，向着四面八方扩展开去。如果这些波浪碰上一块小石子或一个别的什么障碍物，它们就会反弹回来，改变了波浪的方向。
而阳光从天空照射下来，一样会连续不断地碰到某些障碍。因为光所必须穿透的空气并不是空的，它由很多很多微粒组成。其中百分之九十九不是氮气便是氧气，其余则是别的气体微粒和微小的漂浮微粒，来源于汽车的废气、工厂的烟雾、森林火灾或者火山爆发出来的岩灰。虽然氧气和氮气微粒只是一滴雨水的一百万分之一，但是它们也照样能阻挡阳光的去路。光线从这些众多的小“绊脚石”上弹回，自然也就改变了自己的方向。
可是那么多颜色的光改变了方向，为什么只有蓝色被看到呢？你可能还是不明白。
我们还得回到刚才说的那个水洼里。
水洼里，小的波浪遇到小石子的话，水面便被搞得混乱不堪；但如果是一个“巨浪”，像你用手在水洼边掀起的那种“巨浪”，它就有可能干脆从石头上溢过去，并畅通无阻地到达水洼的对面边缘。那么，就像有大波浪和小波浪一样，各种各样颜色的光波也有不同的“波浪”，也就是波长，不过它们可不像水波的波浪，用肉眼是看不出它们的大小的，因为它们小得难以想象，只是一根头发的一百分之一！得用很灵敏的测量仪表才可以精确地测定出来。
根据科学家的测定，蓝色光和紫色光的波长比较短，相当于“小波浪”；橙色光和红色光的波长比较长，相当于“大波浪”。当遇到空气中的障碍物的时候，蓝色光和紫色光因为翻不过去那些障碍，便被“散射”得到处都是，布满整个天空。天空，就是这样被“散射”成了蓝色。
发现这种“散射”现象的科学家叫瑞利，他是在130年前发现的，他也是诺贝尔奖获得者。
用“散射”现象，你就可以解释下面这些天象了。
比如在你头顶的天空是蓝色的，可是在地平线——天地相接的地方，天空看上去却几乎是白色的。为什么？就是因为阳光从地平线到你这个地方比起它直接从空中落下来，需要在空气中走的路程要远得多——而一路上它所擦过的微粒子也自然就要多得多。这些大量的微粒子就这样多次散射出光，所以它显得白中透着淡蓝。建议你做一个小实验来验证一下：拿一杯水，把它放在一个黑暗的背景里，放进一滴牛奶，再拿一只手电筒照射杯子的一端，并靠近它，手电筒的光在水中即会显现出淡蓝色。如果你往水里放进的牛奶越多，水就越白，因为光一再地受到这些众多的牛奶微粒的散射，结果就是白色的。道理跟在地平线上空是白色的一样。
太阳落山时的傍晚，天空不显现蓝色而显现红色，正在下落的太阳也变成暗红色，也是一样的道理。由于傍晚的光在照射到你这个地方的路上所遇到的众多的微粒，使得阳光中的紫色的和蓝色的部分往四面八方散射开去，仅留下一点点使你的肉眼看得见的橙红色光线——因为它们的波长长，“波浪大”，翻过了路上的障碍。
不过，细心的你会发现，天穹在落日后也还会在一段时间内呈现深蓝色。这也曾经是科学家们关心的一件怪事，不过几个物理学家已经在50年前揭开了这个谜：导致黄昏时天空的蓝色，是一种特别的物质。这种特别的物质在离地球表面20至30公里的高空处聚集成厚厚的一个层面，叫臭氧层。这种气体对正在下落的太阳光起到像颜色过滤器那样的作用：它截获太阳光中的黄色和橙色的部分，却几乎无阻拦地让蓝色的部分通过，当最后的少许光消失时，所有的颜色才消失在黑暗的夜色中。
臭氧不仅导致黄昏的蓝色天空，还吞下一种你无法看见的特殊的光线：紫外线的光，或称紫外线。你一定曾经听说过，紫外线对所有的生物（当然也包括对你）有多么危险。如果它在你裸露的皮肤上照射得太久，你就会得晒斑。臭氧层到处都有足够的厚度能截获尽可能多的紫外线，这对于我们这个星球上的全体生命来说，是极其重要的。
可惜，在今天，这个生命攸关的保护层在许多地方都已经变薄了，在南极上空甚至已经形成了一个大的空洞。而破坏臭氧的凶手就是“氟里昂”——一种人们用来喷洒护发摩丝或用在冰箱和空调上制冷的物质。这是一种对臭氧层特别有害的物质，所以许多国家已经不再使用这种“臭氧杀手”了。
今天我们知道了为什么我们眼中的天空是蓝色的。其实从地球以外望过来也是一样：覆盖我们地球三分之二面积的海水也散发着蓝光，陆地上虽然有土地的褐色或森林的绿色，然而上空却总是蓝色的——从宇宙中看来，整个地球都被裹着一块轻柔的蓝色面纱。从大气层外看见过地球的天文学家报道过这一情况。
所以地球被称做“蓝色星球”是完全正确的。它那独特的蓝色，就是生命的颜色。
阅读提示
本文核心内容围绕“天空为什么是蓝的”逐层展开说明。在这个总的问题之下，又分成了几个小问题，先设问再回答，结构明晰。说明过程中，作者巧用比喻，引用实验，使深奥的知识变得通俗易懂。在语言应用上，文章使用第二人称，拉近了与读者的距离，让科技说明也极富人情味。
探究练习
一、文章在“天空为什么是蓝的”这个大问题之下，又分成了哪几个小问题？请简要概括。
二、文中的“小波浪”“巨浪”“绊脚石”分别比喻什么？
三、“覆盖我们地球三分之二面积的海水也散发着蓝光”句中的“我们”删去后并不影响句子通顺，文中类似这样的“你”“我们”还很多，加上它们有什么作用？
四、下列四个选项不符合文意的一项是（ ）
A.早上、白天、傍晚见到的天空的颜色不同，与太阳距离观察点的远近有紧密关系。
B.天空白天的蓝色与晚上的蓝色其实不是一回事。
C.大气污染会不同程度地改变天空的颜色。污染轻，蓝色就浓；污染重，蓝色难见。
D.“它（地球)那独特的蓝色，就是生命的颜色”是说地球上的生命源自于大海，因为大海散发着蓝光。
解答提要
一、1.阳光是有颜色的；2.太阳各种颜色光的波长是不一样的；3.天空早、晚与白天颜色不同的原因；4.日落后天空呈蓝色的原因。
二、“小波浪”比喻波长较短的光，如蓝色和紫色光；“巨浪”比喻波长较长的光，如橙色和红色光；“绊脚石”指空气中阻挡阳光的各种微粒。
三、文章使用第二人称很有亲切感，使作者与读者双方产生了面对面交流的感觉，特别能吸引读者深入文中体会感受。文中“我们”的使用强化了地球是大家共同生存的家园的意识，让人们在明白科学道理的同时产生爱护大自然乃至整个地球的情感。
四、选D。这句话的意思表明臭氧层保护了地球万物的生命，启示人们要像珍惜生命一样珍爱臭氧层以至整个地球。