宇宙是黑色的为什么天空是蓝色,天空是蓝色的夜晚是黑色的

看着幼稚，但是却是恰当的。因为很多人年少都曾经问过，但是，很多人都没有得到答案。

今天就和大家聊聊，无论成年人还是好奇少年，一定都能听懂。

首先讲一下，天空的蓝色，不可能的理由。

天空的蓝色不可能来自大气层发射的光线，因为这样的光线在夜晚也存在。

另一个不可能的原因是，不可能形成于大气层外的蓝色光源，因为繁星满天的夜晚，天空仍然像墨汁一样漆黑。

那么天空的蓝色和啥有关呢？答案是只能和太阳光有关。

太阳光表面上看是完美的白光，其实它含有所有颜色，牛顿通过三棱镜证明了这一点。

所以，让天空呈现蓝色，而不是白色，就得让太阳光到达地面之前，必须过滤掉其他的颜色，比如红光，黄光等。只让蓝色光进入到我们的视线。

问题来了，如何实现过滤呢？有两种方法，第一种方法就是通过吸收，第二种方法就是通过散射实现。

然而第一种方法还是不可能的，因为无论太阳光，月光，还是星光，它们穿过大气层时，被吸收的不是蓝光。

所以只能通过太阳光的散射。也就是说，太阳光射向大气层时，太阳光线向四面八方分散，使得天空变成了蓝色。

那么空气中的哪些粒子能够分散光线，从而使得天空的颜色变成蓝色呢？如果用物理学家的话说，就是散射。

是灰尘颗粒吗？比如夏季，等漫长干燥的天气过后，空气中漂浮着被风从地上扬起的沙粒泥土。这时天空并不是蓝色，而是奶白色的，因此，灰尘也不是蓝天形成的原因。它更像蓝天的杀手。

那大气中的水分子呢？由于水分子在高空中会凝结成冰晶，形成卷云后，蔚蓝色就会消失，奶白色又出现了，因此，水分子也不是蓝色的成因。

这样，剩下的就只有空气分子了。空气分子特别喜欢散射光线，尤其偏爱蓝色。光的波长越小，就越容易发生散射。蓝光的波长最小。

英国物理学家瑞利勋爵，证明了蓝色光被散射的可能性是红色光的十倍。因此，当我们朝天空的任意方向看时，除了直射太阳，蓝色太阳光进入我们视线的可能性，要大于红色光进入的可能性。这就是太空呈现蓝色的原因。

此外，只要你认真观察天空，你会发现，远处天空的颜色要比我们头顶的颜色要亮很多。即使是非常晴朗的时候，天空也不是处处都是蓝色的，天边会变成白色。

这是由于，太阳光到达，我们眼睛所需要穿过的空气数量是其成因。

由于靠近天边，我们的视线需要穿过更厚的空气层，也就是需要穿过更多的空气分子，此时，空气分子对光线的散射不再单一，而变得复杂起来。

当然，蓝色光被散射的可能性仍比红光大，然而，由于存在大量的空气分子，这些颜色不同的光子或早或晚都会发生散射，然后它们的路线出现了偏差。

所以所有颜色的光子经过反复的散热射与再散射，最后进入我们的视线，已经是它们完美融合在一起的光，所以，天边的光线才又呈现出了太阳光的颜色也就是白色。

现在是不是基本上清晰了天空蓝色的原因？还有一个问题，为什么远处的山脉会呈现出蓝色呢？覆盖着森林的山，应该是绿色的才对。

其实原因是一样的，远山呈现蓝色，而不是绿色的原因，也是我们与山之间的空气分子散射太阳光的结果。

除了被山脉反射的光，我们还能看到“空气光”。由于蓝色光比绿色光更容易发生散射，这个空气光就是蓝色的。

所以我们会看到我们与山峰之间形成了一个飘渺的蓝色纱幔。空气光的数量取决于我们和山峰的距离。

离我们较近的山峰，反射的太阳光就能十轻松地进入我们的眼睛。从衬托的纱幔中看到了淡蓝色。

而周围更远处的风景浸染着些许不同的蓝色。不同的蓝色和谐地交融在一起。

当山足够远时，散射会变得复杂，太阳光经历了多次连续的散射，超出了我们都视线，我们就看不到它了。

所以，空气光代替了山脉的光，这样，即使在一个十分晴朗的白天，空气也十分纯净时，我们也无法看到超过一定距离的远方的地形。

另外，当太阳处在高空时，我们也看不到山脉，此时的太阳会制造大量的空气光，减少山脉光，因此就看不到山脉了。

当太阳在空中位置很低时，空气光就变弱，山脉会重新进入我们的视野。当我们站在沙滩上欣赏日落时，会发生同样的现象，远方的小岛或者海岸线会突然进入我们的视野，然而这样的情况白天是看不到的。因为白天的空气光太强了。

这种现象，很早以前的画家就注意到了，比如达芬奇，他早就发现，远方物体以及我们之间的空气，是我们能否看到前者的关键因素。

所以达芬奇做到了在绘画领域和科学领域都有很高的造诣。他是绘画透视规则的创造者，他把透视分为三种:线性透视，解释了越远的物体显得越小；空气透视，解释了为什么物体越远越不清晰；

颜色透视，解释了物体的颜色会随着距离的变化而变化。

所以，画家都懂得将透视法在作品中发挥得到极致，能够将微颤的空气，水以及光的不同形状完美地融为一体。

记得我们从小看百科全书的时候，经常会发现有这么一个问题，为什么天空是蓝色的？

上了初中以后，我们学习了光的衍射与干涉，这个时候，老师往往会提一句

“学了这门课之后，你知道为什么天空是蓝色的了吗？”

然后大家便活学活用的用光的散射进行解释。

事实上大部分常见的答案也是这么写的。

“由于大气中的尘埃以及其他粒子散射波长较短的蓝色光的能力强，因此天空呈现出蓝色。”

然而，当你学到下一章光的波长之后，你再看。

可见光的波长在400-700纳米,而空气中的尘埃和水珠，哪怕肉眼不可见的PM2.5的尺寸也达到了2.5微米，换算过来，是光波长的三到六倍。因此对于可见光来说无论哪种颜色的可见光，大气中悬浮颗粒对他们的作用都是完全一样的。

因此雾霾天的时候，我们看到的天空是白茫茫一片的，因为所有色光都发生了散射，效果相同，因而色光交汇成了白光。

由此看来，百科全书答案上的描述并不准确。

实际上，天空呈现蓝色主要和空气中的主要成分有关，它们就是那些气体分子。拿空气中最丰富的氮气和氧气分子为例，氮气分子和氧气分子的直径都在0.3纳米左右，因此当光线遇到这些分子后，会与它们发生撞击，此时有些光子被吸收了，一段时间后，光子又被气体分子释放出来，但光的方向发生了改变。

在所有光子中，频率高的光子(如蓝紫光)带能量高，更容易被气体分子吸收，这一现象被英国物理学家约翰·瑞利爵士发现，因而这一现象被命名为瑞利散射。

当不存在空气的时候，天空是黑色的，因为不存在气体分子的散射情况，此时的天空如图所示。

但是当传播介质中填充了气体分子之后，在传播途径上，偏蓝色的光更容易发生瑞利散射而偏折，最终折射入我们的眼睛，因而我们看到的天空就是蓝色的啦。