很多人喜歡呆望蔚藍的天空, 感覺舒服極了~ 但是, 背後原來含有不少道理...

"天空為什麼是藍色?" 這個問題, 很多網站都介紹過, 不過我認為我們肉眼所見到的藍天並不只是單是一點的光學原理就能夠解釋. 所以我在這裡班門弄斧一下, 試著解釋當中我們沒有留意的地方....

天空是藍色是因為一個名叫瑞利散射(Rayleigh scattering)的原理, 這位英國物理學家注意到當光線遇上一些細小的物體時, 部份光線會被反射到不同方向, 不同顏色光線的散射角度亦不一樣. (如圖). 空氣中有79%氮氣, 而氮氣的份子大小剛好大於綠色光波長, 根據瑞利散射的條件,光波少於這粒子大小的話會更容易散射. 實際上, 藍光(短波長)比紅光(長波長)的散射程度高十倍左右.


當陽光穿過地球的大氣層, 藍光不斷被空氣散射到地表上, 而大部分紅光則直穿過去. 最後, 天空就這樣被染藍了!! 日落時, 由於陽光要穿過的大氣層厚得多, 藍光一早就被散射減弱了, 最後剩下紅光落在地面上, 所以.日落時天空呈紅色~ 還有一點, 在外太空觀看的天空呈黑色, 因為太空欠缺了產生散射的小粒子.
 

天空的藍與地上的綠最合襯. 那地上的綠色從哪裡來? 其實在植物的葉子裡今有葉綠素, 令葉子呈綠色. 但葉綠素為什麼是綠色?

葉綠素有兩種: Chlorophyll a 和 Chlorophyll b.  它們一種會吸收紅黃光, 另一種則藍紫光. 這些光轉化為能量將二氧化碳轉成有機物, 氧氣成為副產品. 整個過程中, 唯一最不被使用的是綠光, 於是就被反射開去, 這令我們認為葉子是綠色啊~!  (順帶一提, 秋天的葉子呈紅黃色, 因為在這段時間負責使用紅黃光的葉綠素減少了, 而這些光線因沒有被使用而反射開去)


話時話, 為什麼我們多數會喜歡藍色和綠色? 眼睛能感知顏色主要憑藉錐細胞，錐細胞內含藍綠紅三種視光素。綠光的波長同時落在藍綠紅三種視光素吸收光譜的波峰下緣(亦即三種視光素所受到的總和刺激感應較少)，所以也就達到"休息"的效果, 所以 藍色和綠色 看起來很舒服啊!!

至於為什麼這三種視光素會有這樣的性質? 這很可能跟進化論有關, 因為人類一直以來生存在充滿這兩種顏色的環境下, 自然就發展出相應的眼睛結構...

科學就是如此, 如沙盤推演..... 一環接一環...... 這就是科學之美.