为什么云朵是白色的呢？为什么天空是蓝色的，云是白色的？( 二 )

文章插图
决定物体颜色的因素是什么？
物体的颜色取决于光源和物体这两者。
不同的光源具有不同的光谱，自然界中最常见的光源就是太阳光了，太阳光是由多种色光混合而成的，从大气层外看起来是白色的。当光照射到物体上时，会被物体吸收、反射和透射（包括散射和折射）。

文章插图
上图清晰的表示了反射、折射、散射三者之间的区别。
反射发生于物体的表面或两种介质的分界面，分为镜面反射和漫反射，客观世界中几乎都是漫反射。
自然界中的物体几乎都能够反光，物体的颜色就由该物体所反射的色光决定。不同物体具有不同的特性，会选择性的吸收或者反射色光，我们通常将物体在阳光下看到的颜色称之为物体的固有色。一个红色的物体，就是因为它几乎只能反射红光，其余的色光都被该物体吸收了。几乎能够反射所有色光的物体看起来是白色的，几乎能够吸收所有色光的物体看起来是黑色的。如果一束红光照射到绿叶上面，由于绿叶只能反射绿光，那么它看起来就是黑色的。
光在透明或者半透明的介质中传播时，属于透射。在这个过程中，光与媒介物的粒子发生碰撞，光的传播路径会发生改变。如果介质是均匀的，则会发生折射；如果介质不均匀，则会发生散射。从微观角度来看，散射可以看做是光被无数微粒反射到四面八方。

文章插图
上图展示了光在散射过程中的传播路径。
透明与不透明是相对的。当光穿过的介质很薄时，只有一小部分光会被吸收，一些不透明的物体也会变得透明。比如，在手电筒照射下，一本书是不透明的，而书中的一页纸却是透明的。对于那些透明的物体，它们的颜色则由其所能透过的色光决定。
天空和云的颜色是如何形成的？

文章插图
在白天，人能够看见这个世界，是因为存在阳光。太空空荡荡的，没有什么可以反光的物体，因此看上去一片黑暗，只能看见一些发光或者反光的天体。
阳光照射到地球表面，使我们感受到温暖，促进万物生长。阳光在到达地面之前，会先穿过大气层和云层。

文章插图
人们生活在地球表面，地球表面被1000多公里厚的大气层笼罩着，大气具有很好的透光性，是一种混合物，主要由78%的氮气和21%的氧气构成，并且在重力的作用下，海拔越高，密度越低。云是由水蒸气冷却后形成的小水滴和小冰晶形成的，悬浮在上千米的高空中，介于半透明状态。这两种介质都是不均匀的，必然会发生散射现象。

文章插图
天空的颜色与瑞利散射有关。大气分子的直径小于1纳米，可见光的波长在400纳米以上，当透明物质粒子的尺度小于光波长的1/10时，阳光在穿过大气时就会发生瑞利散射（又叫做分子散射）。瑞利散射的散射强度与波长的4次方成反比，即光的波长越短，散射越强。

文章插图
太阳光属于复合光，可以分解为红橙黄绿蓝靛紫7种色光，其中紫光的波长最短。在大气分子的作用下，波长较短的光被更多地散射至整个天空，紫色光和靛色光在高空中被率先散射，地面上的人很难看到，并且人眼对波长较短的蓝光更加敏感，所以整个天空看起来就是蓝色的。如果没有散射，天空将一片黑暗，比如月球上的天空。海水为什么是蓝的，也与瑞利散射有一定的关系。