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保卫蓝天 天为什么是蓝色的?

发布时间:2020/8/11 查看次数:482

   大家都知道水是万物之母,水系万物,水是生命之源等等!那么我们平时生活对水能认识吗?99%的人很难认识水,因为我们教科书写的水是无色、无味、无臭是透明的液体,这也就锁定所有人对水的认识是无色的,因为儿童时期培养的知识是无法改变的。

   抬头仰望天空,在晴空万里的时候,我们可以看到蓝蓝的天空,蓝色的天空总给人好心情,有不少人心中就有疑惑:为什么天空是蓝色的呢?

   从感性的角度来说,水似乎总是与蓝色绑定在一起。毕竟蓝色是海洋的特征色调。但日常经验的理性又会告诉我们:水应该是无色的。于是,大多数人都会毫不犹豫地回答:无色。

   有时在浴缸中放满干净的水,也能观测到水呈现浅蓝色;利用白色的大塑料桶装满超纯水,也能透过塑料桶发现水带有浅蓝色。如果利用瑞利散射来解释这一现象,那么理论上用塑料桶装满重水(D2O)、丙酮等其他无色液体,也能看到相同的现象。然而事实上,这种现象并没有被观测到。但事实上,如果你透过足够深的超纯水进行观察,你会发现:即使使用无颜色(白色或无色透明)的容器进行观察,水依然呈现出浅蓝色。

水的深度

泳池(白色瓷砖底)中的水呈现较深的蓝色,而桶中的水由于深度小而颜色浅

然而,最常见“蓝色的水”在海洋这样庞大的水体中,海水越深,蓝色越深,以至于大海最深处是黑色。

大海的深度

海水越深,颜色就越深

   我们之所以能看到各种颜色,是因为物体的颜色呈现,是由于光照到物体上,然后反射到我们眼睛里而产生的视觉效果。大自然的色彩由水蓝、土黄、日光色调和而成,从而组成色彩斑斓,无穷尽的色域,三基色是公认的基本色。

   大自然的植物、动物、人类的颜色各异,但是,一旦将植物、动物、人身体的水分蒸干后,就变成了土黄色。

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                 含水分的植物                                                                 干枯的植物

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                  健康的人                                                                          干尸

   为什么在干枯前后呈现不同的颜色?它们最大的变化是水分含量的变化,事实上,颜色是由水和物质共同化学反应调合决定的,大自然的一切颜色来自水和物质化学反应而来,而水在其中起主宰性作用。

   水是蓝色的来源,但这种蓝色相当薄弱,以至于在水杯这个深度中并不能观察到这种现象。

   那么,水的颜色有多深呢?

   化学上一般用吸光度A来表示某种物质对特定波长的光的吸收能力。当吸光度的数值在0.5左右时,颜色一般就可以明显地被人看见了。对于水而言,可以利用这样一个公式来计算它的吸光度:A=al

   其中a是吸光系数,l是水的深度。Pope等人通过实验拟合得出结论:对于1m深的水,其吸光度的数值大约是1.7左右。这个大小的吸光度下已经能明显地看到水的浅蓝色了。

   到这里几乎可以揭晓答案了—水的颜色就是蓝色,那天空为什么是蓝色的?根据宇宙飞船所拍摄的地球照片和宇航员在太空中的亲眼所见的情景,地球的确是一个蓝色星体。

  

事实上,天空是蓝色就是水的基本色。

   在大气层中,不同高度呈现不同的颜色,空气中含有水蒸气,达到一定的深度和一定的量才显示出来蓝色。若我们将其中空气去除,只剩水,则它的呈现的蓝色和相应的高度如下图:

大气层只含水分示意图(无空气)

  

                           海洋上的天空图                                                        陆地上的天空图

海洋上的天空湿度比陆地大,含水量高,所以天空也比陆地上蓝。

晴朗天和雾霾天空颜色对比

雾霾形成原理示意图

   雾霾的颜色和污水颜色一样,晴朗的天空是蓝色的。天空的颜色和水息息相关,水清则天蓝,所以要治霾,首先要让水清,从源头、从行动上解决,雾霾才可以彻底根治,天空才会出现一望无际的蓝。

海天一色

   天蓝就是水蓝,我们要保护水源,杜绝破坏自然河道水体,消灭水污染,让它呈现出本来的蓝色,天空也就愈加蓝,我们期待的是碧海蓝天,这才是人类适居的环境!