天空为什么是蓝色的

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篇一:《天空为什么是蓝色的?》

天空为什么是蓝色的?

这是因为太阳光是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色组成的。这七种颜色的光波长是不一样的。大气中的尘埃以及其他微粒散射蓝光的能力大于散射其他波长较长的光子的能力,因此天空显现出蓝色。 大气对光线的散射主要有两种:丁达尔散射和瑞利散射。其中尘埃、水雾等能在空气中形成胶体的微粒对光的散射属于丁达尔散射,丁达尔散射的特点是散射光的强度与光波波长无关,因此白光散射后仍然是白光,在地平线附近看到的白蒙蒙一片就是丁达尔散射现象。

还有一种是瑞利散射,是由极小微粒(分子、原子等)产生的散射,其散射光强度与光波波长的四次方成反比,已知可见光的波长范围是400nm(蓝紫光)到700nm(红光),红光端波长是蓝紫光波长的1.75倍,因此蓝紫光散射强度接近红光散射强度的十倍,又因为人眼对紫光不太敏感,所我们看到的天空就是蓝色的。

大气本身是无色的。天空的蓝色是大气分子、冰晶、水滴等和阳光共同创作的图景。

阳光进入大气时,波长较长的色光,如红光,透射力大,能透过大气射向地面;而波长短的紫、蓝、青色光,碰到大气分子、冰晶、水滴等时,就很容易发生散射现象。被散射了的紫、蓝、青色光布满天空,就使天空呈现出一片蔚蓝了。

根据瑞利的理论,当光波波长减少时,散射的程度急剧加强。所以光波波长最短的紫色光应该散射最强,靛青、蓝色和绿色的光散射要少得多。那么为什么我们看见的是蓝天,而不是紫色和靛色的天空呢?原来当散射光穿过空气时,吸收使它丧失了许多能量,波长很短的紫光和靛光虽然在穿过空气时,散射很强烈,但同时它们也被空气强烈地吸收,阳光到达地面时,所剩的紫色和靛色的散射并不多。我们所目睹的天空颜色是光谱中蓝色附近颜色的混合色,它们呈现出来的就是——蔚蓝天空的颜色。

天空本是没有颜色的,由于太阳光的色散,它有了色彩。而这也是夜晚的天空为什么看起来是黑的原因。到了夜晚,太阳光照不到这一半地球的天空,没有了强烈的阳光,天空就没有了色彩,有的,只是黑色。方时的壮丽景象是任何一位艺术家都难以描绘的。但是很少有人知道,我们目睹的大部分颜色是污染造成的。城市的落日和空气清新的乡村落日是不同的。

在非常洁净、未受污染的大气中,落日的颜色特点鲜明。太阳是灿烂的黄色,同时邻近的天空呈现出橙色和黄色。当落日缓缓地消失在地平线下面时,天空的颜色逐渐从橙色变为蓝色。即使太阳消失以后,贴近地平线的云层仍会继续反射着太阳的光芒。因为天空的蓝色和云层反射的红色太阳光融合在一起,所以较高天空中的薄云呈现出红紫色。几分钟后,天空充满了淡淡的蓝色,它的颜色逐渐加深,向高空延展。但在一个高度工业化的区域,当污染物以微粒的形式悬浮在空中时,天空的颜色就截然不同了。圆圆的太阳呈现出桔红色,同时天空一片暗红。红色明暗的不同反映着污染物的厚度。有时落日以后,两边的天空出现两道宽宽的颜色,地平线附近是暗红色的,而它的上方是暗蓝色。当污染格外严重时,太阳看上去就像一只暗红色的圆盘。甚至在它达到地平线之前,它的颜色就会逐渐褪去。

为什么在洁净的空气中太阳呈现出黄色,同时天空呈现出蓝色呢?在19世纪末期,英国物理学家瑞利在1871年首先对此作出了解释。在地球表面的人是透过经空气散射的太阳光来看天空的。在洁净的、未受污染的大气中,大部分的散射是空气中的分子(主要是氧和氮分子)引起的,这些分子的大小比可见光的波长要小得多。瑞利理论指出,散射光强和波长的四次方成反比(I∝1/λ4),在这种情况下,散射主要影响波长较短的光。因为蓝色位于光谱的后面,所以天空本身呈现出蓝色。太阳光直接穿透空气,在散射过程中它失去许多蓝色,所以太阳本身呈现出灿烂的黄色。

除了散射外,太阳光还被空气中的臭氧分子和水蒸气所吸收。因为空气层散射和吸收的共同作用,最终到达地面的太阳光消耗了许多能量。正因为早晨和傍晚,太阳光经过空气的路程长,能量损失过多,所以我们可以欣赏壮丽日出和美丽的日落景色。而在白天,阳光在大气中经过的路程短,它的能量损失少,这时用肉眼直视太阳会使人头晕目眩,是很危险的。

在太阳刚刚落山前,你会看到太阳圆盘的周围有一圈灿烂的红色光环。这个光环是太阳光被远大于空气分子的灰尘颗粒——通常它们是悬浮在地球附近空中的——折射的结果。这个光环看上去从太阳圆盘的中心向外延伸了大约3倍。因为光环延伸的角度取决于光波波长和微粒的大小,所以估计折射的颗粒直径大约为尘埃颗粒的大小。如果一阵大雨在落日前清洗了一遍空气的话,在落日时通常就看不到这个光环。瑞利未能明确地解释受污染的空气问题。虽然他的理论指出了光的散射强度将随着散射颗粒的增大而急剧增强,但它只适用于比光波波长小得多的微粒,对于直径超过0.025毫米的颗粒(例如空气分子)就不适用了。在当今的工业社会,污染物通常是悬浮的微粒,它们由直径从0.01到10毫米不等的微粒组成。瑞利的理论不能解释这种情况。后来,戈什塔夫·米证明了大粒子的散射取决于粒子线度与波长的比值,并于1908年提出了一个更为普遍的理论,它所覆盖的颗粒大小范围更大。这个理论指出,如果空气中有足够大的颗粒,它们将决定散射的情况。米氏的散射理论可以解释我们看见的城市天空的景象,颗粒越大,散射越多,同时散射的效果取决于波长。散射不仅在光谱的蓝色区域强烈,而且在绿色到黄色部分也很强。 所以,穿过了受到很多污染的空气层的太阳光的强度削弱了许多,太阳看上去更红一些,它已经失去它的蓝色、黄色和绿色成分。除了散射外,像臭氧和水蒸汽还会额外地吸收光能。结果圆圆的太阳呈现出黯淡、桔红的颜色。那么在受污染的空气中,天空本身的颜色又如何呢?悬浮在空中的污染物,时间一久便会聚集成层,较大的颗粒在地面附近形成了较浓密层。当太阳光穿透这些层时,它逐渐褪色,呈现出桔红色。散射的光失去了大量波长较短的光波,结果主要是红光得以穿透。天空呈现出暗红色;因为散射的红光要穿过空气层中较低的、愈来愈浓密的空气,所以在地球表面附近红色越来越浓。你所看到的落日的类型主要取决于你所处的地方。在地面上,落日的亮度和颜色取决于季节和当地每天的大气状况。人在高处所看见的日出和日落的景色完全不同。有时日落后,站在平台上的观察者能看到贴近两面地平线的一小部分空气散射的阳光。

日出时,在太阳升起之前,散射的光便可以看见,而对于落日而言,天空的颜色取决于大气状况。日出之前天空中呈现的鲜艳的颜色,例如橙黄色、紫色和深蓝色,表明东面的大气相对而言没受污染。一旦太阳升起来,大部分天空变成了蓝色,只有在贴近地面的部分呈现出一段狭窄的橙色和黄色。

傍晚的天空能揭示出大气受污染的情况。天然的“污染”也会影响天空颜色,尤其是火山喷发出的大量的灰尘、热气体和水蒸汽进入大气时。灰尘的颗粒和其他一些微粒最终在离地面15千米到20千米之间的地方聚集成层。这个空气层散射太阳光的效果格外明显,绚丽多彩,太阳呈现出蓝色或绿色,尤其是在黄昏时分,火山喷发几年之后还能看到这种景象。

这些引人入胜的景色并不能弥补污染的危害,无论污染是天然的还是人为的。但至少污染物颗粒通过绚丽多彩的天空颜色的微妙变化显示了它们的存在。城市日落一旦出现暗红色,那便是对我们的警告。我们应当禁止污染物排入大气,只有这样,才能保证我们的子孙后代能够继续欣赏到明朗的天空。

太阳真的在动吗?

太阳在宇宙中不是静止的,相反,它在以不同的方式运动。首先,由于行星都有质量,太阳围绕太阳系的重心转动;其次,它和整个太阳系一起以250千米/秒的速度围绕着银河系的重心转动;再次,它和整个银河系一起以300千米/秒的速度在本星系群内运动;此外,它还在自转。

问:为什么在下雨的地方彩虹呈弧形而不是彩色的一大片?

答:当太阳光线进入雨滴,从雨滴的内表面反射出来时,彩虹就形成了。只要光线从一个媒介,比如空气,进入另一个媒介,比如水,它就会改变路径,这叫做折射。光线路径弯曲的大小取决于它所通过的物质以及波长,也就是光的颜色。所以当太阳光进入雨滴时,它所包含的不同光线的弯曲程度是不同的:红色最小,紫色最大。因此从雨滴里显现出来的是各种颜色,每一种颜色的弧度大约都在40~42度之间。每一滴被太阳光照着的雨点都会发生这样的情况,但是我们只能在某些雨滴中看到彩虹,它们的弧度是40~42度,正好将它们的光线传送到我们的眼睛里。这些符合条件的雨滴形成了一个圆圈,它的一部分常常被地平线切断。留在地平线以上的就是我们所说的美丽的彩虹。

天空为什么是蓝色的?

“蓝蓝的天空白云飘”。对这种美丽的景色,相信大家都有所感受。那么天空为什么是蓝色的?云为什么是白色的?对于这种奇妙的物理现象,并不是所有人都能说出原因。事实上,我们所观赏的这一美丽景象是天空中的大气分子、水滴、其他微粒和阳光共同作用的结果。

一、空气和太阳光

为了解释这种物理现象,首先简单了解一些空气和太阳光的知识。空气是在地球外面包裹着的一层“防弹衣”,保护着地球上生物不受紫外线的照射。空气并不是空的,是由很多的微粒组成。其中99%是氮气和氧气,其余则是别的气体(如二氧化碳、惰性气体等)、小水滴和来源于工厂的粉尘、风中的扬沙、火山爆发的岩灰等漂浮微粒。但是空气的成分并不是固定的,这依赖于所在的位置、天气和其他的不固定因素(如森林、海洋以及火山爆发和污染的严重与否)。

光是能量以电磁波传播的一种方式,在真空中的传播速度为每秒30万千米。光和其他波(比如声波)不同的是具有波粒二象性。这是因为光是由一种无质量的粒子——光子组成,所以光不但具有波的特性,还有粒子的特性。光传递能量的大小与光的频率成正比,而光的频率正好决定其颜色。但我们的眼睛只能看到其中特定频率范围内的光,称之为可见光,频率过高(紫外线)和过低(红外线),我们都看不见。 对于太阳光,牛顿首先用三棱镜发现其中包含着赤、橙、黄、绿、蓝、靛和紫7种颜色。可以用一个小实验(如图1所示)即可观察到“七彩阳光”。取装入水的玻璃缸放在房子中阳光入射的地方,然后在水中放一面小镜子,用一张白纸接收从盆中小镜子反射的光,根据光的折射原理,即可从白纸上看到一个漂亮的人造彩虹。在7种不同的光中,红光波长最长(频率最低),紫光波长最短(频率最高)。我们肉眼所看到的是它们的混合结果。

二、天空为什么是蓝色的

除非有外界干扰,光都是以直线传播的。当光在空气中传播时,不可避免要遇到空气中的气体分子和其他微粒。这些微粒对光有吸收、反射和散射等物理作用,正是这些物理作用使得晴日里天空成为蔚蓝色。

正确解释天空为什么是蓝色始于1859年。科学家泰多尔首先发现蓝光要比红光散射强得多,这就是“泰多尔效应”。几年之后,科学家瑞利更详细地研究了这种现象,他发现散射强度与波长的4次方成反比。后来,更多科学家称这种现象为“瑞利散射”。瑞利散射很容易通过下面一个小实验来验证(如图2所示):用一个盛满水的水杯,然后往水杯中滴入几滴牛奶,用手电筒做光源,从水杯的一侧照射,从水杯的另一侧看到的是红光,而从垂直于光线的方向看到的却是蓝色(在黑暗处效果更明显)。

当时,泰多尔和瑞利都认为天空的蓝色是由于空气中有小的粉尘微粒和小水滴所致,这些小的粉尘微粒和小水滴就类似于水中的牛奶悬浮颗粒。即便今天,也有许多人这样认为。事实上并非如此,如果天空完全是由于小的粉尘微粒和小水滴引起的,那么天空的颜色将随着湿度而变,事实上天空的颜色随着湿度的变化非常小,除非下雨或者乌云密布。后来科学家猜测用空气中的氮气和氧气分子足以解释天空中的“泰多尔效应”。这种猜测最终被爱因斯坦所证实,他对这种散射效应作了详细的计算,并且计算结果与实验相符合。

我们所看到的蓝天是因为空气分子和其他微粒对入射的太阳光进行选择性散射的结果。散射强度与微粒的大小有关。当微粒的直径小于可见光波长时,散射强度和波长的4次方成反比,不同波长的光被散射的比例不同,此亦成为选择性散射。当太阳光进入大气后,空气分子和微粒(尘埃、水滴、冰晶等)会将太阳光向四周散射。组成太阳光的红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫7种光中,红光波长最长,紫光波长最短。

波长比较长的红光透射性最大,大部分能够直接透过大气中的微粒射向地面。而波长较短的蓝、靛、紫等色光,很容易被大气中的微粒散射。以入射的太阳光中的蓝光(波长为0.425μm)和红光(波长为0.650μm)为例,当光穿过大气层时,被空气微粒散射的蓝光约比红光多5.5倍。因此晴天天空是蔚蓝的。但是,当空中有雾或薄云存在时,因为水滴的直径比可见光波长大得多,选择性散射的效应不再存在,不同波长的光将一视同仁地被散射,所以天空呈现白茫茫的颜色。

如果说短波长的光散射得更强,你一定会问为什么天空不是紫色的。其中一个原因就是在太阳光透过大气层时,空气分子对紫色光的吸收比较强,所以我们所观测到的太阳光中的紫色光较少,但并不是绝对没有,在雨后彩虹中我们很容易观察到紫色的光。另外一个原因和我们的眼睛本身有关。在我们的眼睛中,有3种类型的接收器,分别称之为红、绿和蓝锥体,它们只对相应的颜色敏感。当它们受到外界的光刺激时,视觉系统会根据不同接受器受到刺激的强弱重建这些光的颜色,也就是我们所看到物体的颜色。事实上,红色锥体和绿色锥体对蓝色和紫色的刺激也有反映,红锥体和绿锥体同时接受到阳光的刺激,此时蓝锥体接收到蓝光的刺激较强,最后它们联合的结果是蓝色的,而不是紫色的。天空为什么是蓝色的

三、你看到过蓝色的太阳吗?

你也许会说为什么我们看到的太阳不是蓝色的。这是因为我们直接看太阳时,眼睛接受的太阳光是通过“迈以散射”的光,而不是瑞利散射的光。迈以散射是当光遇到比其波长要大的微粒时所发生的一种散射,对光的波长几乎没有什么依赖,不改变原有光的成分。而且迈以散射的光具有前向性,绝大部分光仍然沿着原来的方向传播。对所有的光都有同样的作用。

在我们直接看太阳时,看到的是略带浅黄的圆盘。浅黄色是因为在这个过程中有一部分光发生了瑞利散射,蓝光都散射出去了,剩下红、橙、黄和绿光,只是和迈以散射比较起来,这个散射过程较弱,所以太阳看起来是稍微有些浅黄色的。但是在沙尘暴天气,由于空气中微粒很多,瑞利散射占主要地位,我们有可能看到蓝色的太阳。

四、夕阳为什么是红色的

当太阳将要落山时,太阳光穿透大气层到达观察者所经过的路程要比中午时长得多,更多的光被散射和反射,所以光线也没有中午时明亮。因为在到达所观察的地方,波长较短的光——蓝色和紫色的光几乎已经散射怠尽,只剩下橙色和红色的光,所以随着太阳慢慢落下,天空看起来也从橙色变成红色。同样道理,当太阳升起的时候,也是橙色或者红色的。

五、云为什么是白色的

天空中的云是小水滴和空气中的粉尘组成的,它们的直径要比太阳光的任何一种颜色的光的波长都要长得多,所以发生瑞利散射的情况很少。一部分阳光被反射到空中;一部分发生迈以散射,然后散射的光射到地球,但迈以散射不改变太阳光中任何颜色的光;还有一部分直接穿透水滴之间的缝隙。上述3种情况都对阳光的成分没有影响,所以看上去天空中的云是白色的。但是当云层越来越厚时,小水滴越来越多,几乎连成一片,太阳光和迈以射散的光不能或者很少能穿透云层,这时白云就变成乌云了。

正是在太阳光通过大气层入射到地球表面的过程中,大气层中的空气分子或其他微粒会对阳光有吸收,反射、透射等作用,从而形成了蓝天、白云和绚丽的落日余辉和晨时朝霞。如果没有大气层和其他微粒,即使是白天,太阳看上去也只是一个孤零零的明亮的球,天空也将是漆黑一片,所以空气不但给我们提供了赖以生存的条件,也使我们的天空变得多姿多彩。

篇二:《天空为什么是蓝的》

天空为什么是蓝的?原因并不像常见的答案里说的那样,是由于“大气中的尘埃以及其他微粒散射蓝光的能力大于散射其他波长较长的光子的能力”。

与可见光的波长(约400纳米~700纳米)相比,空气中的尘埃和小水珠之类的微粒,可以称得上是庞然大物。就以最近比较让人气短的PM2.5来说,指的就是空气中悬浮着的尺度小于等于2.5微米的颗粒物造成的污染。2.5微米就等于2500纳米,远远大于阳光中可见光的波长,因此当阳光遇到这些颗粒物的时候,它们会向不同的方向反射。但是,这样的反射对于不同波长(或者说不同颜色)的光来说,效果都是相同的。换句话说,尘埃之类的颗粒物反射出来的,仍然是包含所有颜色的白光。不信吗?等PM2.5之类的空气污染指数再次爆表时,抬头看看天空是什么颜色就知道了——应该说,你看不到天空,只能看到白茫茫的一片才对……

那么,天为什么是蓝的呢?其实,空气中确实存在大量尺度比可见光波长更小的微粒,就是空气中的多种气体分子,比如氧气和氮气分子的“直径”都是0.3纳米左

这些气体分子的时候,有些光子就会被吸收。一段时间之

又会释放出另一个光子。放出的光子跟吸收的光子颜色相

方向变了。虽然所有颜色的光子都会被吸收,但频率较高

色较蓝)的光子比频率较低(颜色较红)的光子更容易被

个过程被称为瑞利散射,是以19世纪70年代最先描述这

的英国物理学家约翰·瑞利爵士的名字命名的。

么,蓝色光更容易与空气分子发生瑞利散射,又怎么会产右。遇到后,分子同,但是(即颜吸收。这一过程 那生蓝天呢?先做个简单的假设,如果不存在任何空气,天会是什么颜色?虽然我们大多数人都没有上过太空,但从阿波罗登月的纪录片中可以看到,月亮上哪怕太阳当空照,天空仍然是黑色的。原因嘛,看看下图就知道了: 由于空气中存在瑞利散射,情况就完全不同了,

气中传播的途中,偏蓝色的光更容易发生瑞利散射

到了与阳光原来传播的方向不同的方向上。于是,

不直对着太阳看,而是朝天空中的其他方向上看,

空气分子散射的光子(更多的是蓝光)射入我们的

是就看到了蓝天。就如图所示。

物理学似乎很普及。凡是看过“十万个为什么”的初

能说出它的“标准答案”:

有许多微小的尘埃、水滴、冰晶等物质,当太阳光阳光在大而被偏折我们就算也总有被眼睛,于 “天蓝”中生,都“空气中会通过空气时,波长较短的蓝、紫、靛等色光,很容易被悬浮在空气中的微粒阻挡,从而使光线散射向四方,使天空呈现出蔚蓝色。”

中文世界中,大小权威的教育和科学网站,大多仍采用上述“标准答案”,几乎一字不差。

这个“天蓝”解释,基本上是十九世纪中叶的水平。它是英国物理学家丁铎尔(John Tyndall,1820-1893)首创的。常称作丁铎尔散射模型。确实,“波长较短的蓝色光,容易被悬浮在空气中的微粒阻挡,……散射向四方”。但它并不是“天蓝”的真正原因。如果天蓝主要是由水滴冰晶等微粒的散射引起的,那末,天空的颜色和深浅,就应随着空气湿度的变化而变化。因为当湿度变化时,空气中水滴冰晶的数目会明显变化。潮湿地区和沙漠地区的湿度差别很大,但天空是一样的蓝。丁铎尔散射模型解释不了。到十九世纪末叶,丁的天蓝解释已被质疑。

1880年代,瑞利(John Rayleigh,1842-1919)注意到,根本不必求助尘埃、水滴、冰晶等空气中的微粒,空气本身的氧和氮等分子对阳光就有散射,而且也是蓝色光容易被散射。所以,空气分子的散射就可以作为“天蓝”的主因。

然而,各个分子有散射,不等于空气整体会有蓝色。如果纯净的空气是极均匀的,分子再多也没有“天蓝”。就像一块极平的镜子,只有折射或反射,而极少 散射。在均匀一致的环境中,不同分子的散射相互抵消了。就如在一个集体纪律超强的环境(如监狱)中,每个人的独立和散漫行为被彻底压缩。而“天蓝”靠的就是分子各自的独立和相互不干涉,或少干涉。

为此,瑞利假定,空气不是分子的“监狱”。相反,氧和氮等分子,无规行走,随机分布。瑞利由这个模型算出的定量结果,很好地符合天蓝的性质。1899年,瑞利写了一篇总结式的文章“论天空蓝色之起源”[1],开宗明义就说:“即使没有外来的微粒,我们依旧会有蓝色的天”。

“外来的微粒”即指丁铎尔散射所需要的。从此,丁铎尔的天蓝理论被放弃。瑞利散射成为“天蓝”理论的主流。 瑞利的天蓝理论虽然很成功,瑞利的分子无规分布假定,也有根据。然而,瑞利实质上还要假定空气是所谓理想气体,这是一个不大的,但也不可忽略的弱点。因为空气不是理想气体。

1910年,爱因斯坦最终解决了这个问题。爱因斯坦用当时刚刚发展的熵(混乱的度量)的统计热力学理论证明:那怕最纯净的空气,也是有涨落起伏的。空气本身的密度涨落也能散射,也是蓝色光容易被散射。密度涨落的散射,不多也不少,正好能产生我们看到的蓝天。如果空气是理想气体,爱因斯坦的结果就同瑞利的一样。所以,简单地说,天空蓝色之起因是:“空气中有不可消除的„杂质‟,即空气自身的涨落。密度涨落等对阳光的散射,形成了蓝天。”“天蓝”起源物理不是爱因斯坦首创,但最完整的理论是爱因斯坦奠定的。所以说,“天蓝”物理学,完成于1910年。

瑞利和爱因斯坦的“天蓝”理论,是普遍适用的。可以用来解释纯净空气中的“蓝天”现象,也可以用来解释纯净的水,纯净的玻璃等液体或固体中的“蓝天”现象。当然,也有该理论不适用的地方。多年前,听到过有人对着“蓝天”发(歌)情,“我爱祖国的蓝天”,千万不要误听为“我爱祖国的独立而又无规游荡的分子们”。

高锟先生在他为“光纤通讯”奠基的第一篇论文[3]中引用的第一个物理公式,就是爱因斯坦的“天蓝”瑞利散射公式(即Einstein-Smoluchowski公式)。玻璃是凝固了的液体。即使最理想的玻璃,没有气泡,没有缺陷,玻璃中依旧有不可消除的„杂质‟,即玻璃本身的不可消除的涨落。在光纤中传播的讯号(光波),会被玻璃的涨落散射。“天蓝”机制,是光纤通讯讯号损失的一个物理主因。它是不能用光纤制造技术消除的。只能选择“不太蓝”的光,减低它的影响。

不少权威的教育和科学(中文)网站上,正在报导高先生是“影响世界的华人”之最。高先生的影响,确实遍及全球。有趣的是,这些网站本身,似乎并不在“被影响”之列。比如,本文开头引用的“天蓝”解释,就还完全没有“被影响”。对青少年来说,那些“标准解释”虽然不算是有毒奶粉,但也是过期一百年的奶粉。

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,它由很多很多微小的微粒组成。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像,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—而在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。天空为什么是蓝色的

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。如果它在你的裸露的皮肤上照射得太长久,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。

篇三:《天空为什么是蓝的》

《天空为什么是蓝的》教学设计

课题:《天空为什么是蓝的》(第一课时)

学习目标(三维目标):

1.(知识与技能): 记住本课生词的读音和字形,运用重点词语组词造句。

2.(过程与方法): 采用学生课前预习,教师讲解,学生巩固练习的方法进行。

3.(情感态度、价值观):通过本课词语的学习,使学生能够用所学词语进行简单会话。

教学重点:理解词语的含义,并组词造句。

教学难点:重点词语组词造句

课型、课时:新课,一课时

教学手段:小黑板、卡片

教学方法:讲解法、模仿法

教学过程:

一、 导入课题

天气晴朗的时候,我们抬头科研看到蔚蓝的天空,那么有谁知道天空的颜色为什么是蓝的吗?那么我们就一起来学习这篇科普文章。《天空为什么是蓝的》

二、讲授新课

1、检查学生预习情况。

2、教师领读词语,每次三遍。

3、板书重点词语的含义、组词、造句。

截获 截获消息 截获情报

我们截获了敌人的情报。

生命攸关 医生的职业生命攸关。

验证 得到验证 验证码

他的消息得到了验证。

爆发 火山爆发 爆发战争

1937年抗日战争爆发

词语讲解:

小结:本节课我们一共学习了13个词语,包括名词、动词、形容词等,特别是动词及形容词是本课的难点,需要同学们在课后多加练习。(词语较少)

板书设计:《天空为什么是蓝的》(词语)

截获 截获消息 截获情报

我们截获了敌人的情报。

作业:1、用重点词语造句

2、预习课文、熟读课文。

批语:

课后反思:

课题:《天空为什么是蓝的》(第二课时)

学习目标(三维目标):

1.(知识与技能): 理解课文的含义,熟练的朗读课文。

2.(过程与方法): 采用学生课前预习,教师讲解提出问题学生解答的方法。

3.(情感态度、价值观):激励学生爱科学,探索科学。

教学重点:理解课文深刻含义。

教学难点:理解课文深刻含义。

课型、课时:新课,一课时

教学手段:小黑板、卡片

教学方法:讲解法、讨论法

教学过程:

一、 导入课题: 天气晴朗的时候,我们抬头科研看到蔚蓝的天空,那么有谁知

道天空的颜色为什么是蓝的吗?

那么我们就一起来学习这篇科普文章。《天空为什么是蓝的》

二、讲授新课

1、朗读课文

个人读 小组读 全班读

2、根据课文回答问题:

(1)阳光是什么颜色的?

阳光虽然看上去是白色的,但是包含着:赤橙黄绿青蓝紫。

(2)天空为什么是蓝色的呢?

蓝色光波较短,当光线遇到阻碍时,其他光都都被反射或折射,留下了蓝色光,

(3)太阳落山时,天空变的怎样?

天空为什么是蓝色的

太阳落山时,天空不显现蓝色而显现红色。

(4)为什么地球的蓝色是生命的颜色?

地球大部分被海洋覆盖,加入地球上蓝色消失那么地球上的生命也会消失。

小结: 本文讲述了我们身边奇妙的现象,这些显现引起了人们的好奇,进而开展

了研究,就产生了科学。科学激励着人们前进,推动了社会的文明,因此我

们要热爱科学,要不断探索科学。

板书设计:《天空为什么是蓝的》

(1)阳光是什么颜色的?

(2)天空为什么是蓝色的呢?

(3)太阳落山时,天空变的怎样?

作业:1、用课后练习二。

2、熟读课文。

批语:

课后反思:

学习目标(三维目标):

1.(知识与技能): 理解课文的含义,熟练的朗读课文。

2.(过程与方法): 采用学生课前预习,教师讲解提出问题学生解答的方法。

3.(情感态度、价值观):激励学生用脑。要热爱科学,不断探索。

教学重点:理解课文深刻含义。

教学难点:理解课文深刻含义。

课型、课时:新课,一课时

教学手段:小黑板、卡片

教学方法:讲解法、讨论法

教学过程:

一、 导入课题:通过复习旧课的方法导入新课

二、讲授新课

1、朗读课文

2、根据课文回答问题:

(1)用简要的话说说天空为什么是蓝的?

蓝色光波较短,当光线遇到阻碍时,其他光都都被反射或折射,留下了蓝色光, 蓝色光波布满了天空,因此我们看到的天空是蓝色的。

(2)天空在日落会还会呈现出蓝色,这和什么有关?

地球表面20至30公里处的臭氧层反射了太阳光。天空为什么是蓝色的

3、学习句型

……之所以……是因为……

他之所以没来上课是因为今天病了。

如果……便……但如果……就……

如果下雨我便在家里休息,但如果天气好我就会出去玩。

如果……就……因为……

如果我病好了,我就去上学,因为我的假到了。天空为什么是蓝色的

小结: 本文讲述了我们身边奇妙的现象,这些显现引起了人们的好奇,进而开展了研究,就产生了科学。科学激励着人们前进,推动了社会的文明,因此我们要热爱科学,要不断探索科学。

4、板书设计:学习句型

……之所以……是因为……

如果……便……但如果……就……

如果……就……因为……

作业:1、用课后练习二。

2、熟读课文。

批语:

课后反思:

学习目标(三维目标):

1.(知识与技能): 能够独立完成课后的习题。

2.(过程与方法): 采用学生课前预习,教师课中讲解的方法。

3.(情感态度、价值观):激励学生用脑。提高学生解题能力。

教学重点:用指定词语完成句子。

教学难点:用指定词语完成句子。

课型、课时:巩固练习,一课时

教学手段:小黑板

教学方法:讲解法、模仿

教学过程:

一、 导入课题

前面几节课我们学习了课文的内容,今天我们一起来对课文进行巩固学习。

二、讲授新课

1、用指定词语完成句子

(1)今天的新闻报道了这个消息。

(2)没有,他们的矛盾再次爆发。

(3)我设想我是一位警察。

(4)是我们通过多次测量得到的。

3、选择关联词填空

所有果……与其果……不如 即使果……也果……在说……

如果……就……因为 虽然……但是……就

不仅不……反而……甚至 之所以……是因为……而且

5、排序

BDCA、 CBAD

9、选词填空

B、B、A、C、A、C、B

小结:本文通过练习对课文进行了巩固,希望同学们在课后能对学过的内容进行练习。 板书设计:

把课后练习答案板书在黑板上

作业:1、用课后练习二。

2、熟读课文。

批语:

课后反思:

课题:《天空为什么是蓝的》(第五课时)口语交际

学习目标(三维目标):

1.(知识与技能): 通过口语交际提高学生用汉语会话的能力。

2.(过程与方法): 教师给出话题,引导学生进行

3.(情感态度、价值观):教育学生树立正确的竞争意识。

教学重点:引导学生开口说话

教学难点:引导学生开口说话

课型、课时:口语交际课,一课时

教学方法:引导法、模仿法、讨论法

教学过程:

导入课题:

通过课文我们学到了很多,现在我们就根据我们所学到的知识进行口语交际练习。

二、交际话题

1、每到秋天,树上的叶子就会落下来,你知道这是为什么吗?请说明原因。

2、我们用收紧握一个鸡蛋,很难将他捏碎,你知道为什么吗?

3、狗为什么不出汗?

小结:今天的口语交际都是一些科普知识,通过本课我们知道了很多科学知识,也提高

了学生听说能力,希望同学们在课后能经常使用汉语,喜欢汉语。(爱科学、学科)

板书设计:

把口语交际话题板书在黑板上

作业:1、用课后练习一。

2、预习新课。

批语:

课后反思:

篇四:《描写雨后天空的句子》

1、鱼鳞似的白云渐渐地消散了,天幕的蓝色也淡了一点。只有有银盘似的明月仍旧安稳地继续着它的航程。

2、电闪着,雷打着,风卷着云,雨乘着风,整个天空上呀,就象个唱戏的大舞台。

3、月亮快要出来了。描写雨后天空的句子。月亮还远着呢,可是在地平线后边,人们觉得它从黑暗的深渊上升。一道微弱的光,给围绕在高坡上的树顶镶了一条花边,好象高脚杯的边缘,这些反映在微光中的树峰的侧影,一分钟比一分钟显得更为深黑。

4、看着那童话一样的金树,哗哗的拍动着他的枝叶,我竟有了一种要落泪的感动。

5、东方的曙光给天际编织成一幅彩图:天空中间呈现青蓝色,6、那万里无云的天空本是浅蓝浅蓝的,像明净的海水,现在蓝色渐渐地加重,越来越蓝,越来越浓,像是海水在一层层地加深。描写雨后天空的句子

7、一块透明的蓝天,象一张丝手帕,蓝天上停留一些细碎而洁白的云块,象是绣在纱巾上的花朵。

8、光线暗淡下去,好像谁不小心打翻了墨汁瓶,天幕上染了一层黑色。

9、下面的风景的确很美,但更美的还是在天上:给我印象最深的是天空的明净和深邃,空气清朗透明。新鲜的、轻盈的空气静静地象波浪似地摇荡着,滚动着,似乎在高处它也感到更加自由了。

10、雨后的天空显得比平时更晴朗;一碧无际的天幕给人带来了一种爽快的心境。

11、天蓝得像一汪海水,几朵飘悠悠的白云,洋洋洒洒地点缀在天空,像一个美妙的梦。

12、浅蓝色的天空透着宁静,流着一丝丝的云,像透明的衣裙,()像梳理过的羽毛,像远处的山峦,像平原上银亮的溪流。它们缓缓而行,仿佛游历过美丽的仙境。

13、海边的天空是可爱的,高高的空中,明丽的蔚蓝色,流动的彩云在空中随风翩翩起舞,彩云随着早、中、晚时间的变化,不断变换着颜色,时而金黄,时而洁白,时而象火一样红,我很少看见这么美的天空。

14、月光照在微波粼粼的海面上,海面上映托着石头的倒影。星星在一旁眨着快活的眼睛。

15、我仰望着深蓝色的万里长空,没有一丝儿云彩,太阳公公高高地挂在中天,耀眼的光芒刺得我们眯缝着眼睛。

16、金黄色的云块散布在天空中,越来越细,仿佛是梳洗过的头发。

17、雨后的天空仿佛一块巨大的蓝宝石,镶嵌在水天之巅,那样的晶莹剔透。

18、天空,月亮领着群星在广阔的晴空里各就各位。

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