地球大气层照片,地球大气层图片超清大图

白光穿过三棱镜后会发生折射

为什么是一部分而不是全部颜色？

阳光是由太阳发射出来的电磁波，它的波长范围非常宽，除了我们肉眼可见的部分，阳光里还包括了γ射线、X射线、紫外线、红外线、微波和波长更长的无线电波。在这所有的光谱中，人眼能感知的可见光波只占其中很小的一部分。

可见光只占光谱的很小一部分

地球大气层里充满着各种气体分子，其中约有78%是氮气，氧气约占21%。当光照射到这些气体分子上时，电磁波会使气体分子中的带电粒子发生振荡，振荡的电荷会产生与入射太阳光相同频率的电磁辐射，但这些由气体分子发出的电磁辐射会散布在所有不同的方向上，这就是我们常说的光散射现象。

空气分子对于光的散射能力是有区别的。在可见光的光谱中，紫色和蓝色部分比红色光波有更短的波长和更快的频率，蓝色光可以使空气分子中带电粒子振荡的频率更高，由此产生的散射光就更多，因此蓝色光比红色光散射的更强烈。光波在空气中散射的强度与光频率的四次方成正比。

太阳光在大气中的散射

对于波长较长的光波，比如黄光、红光，它们更容易穿过大气层，而微波和无线电波由于波长很长，它们几乎可以不受阻挡地在空气中穿行。

蓝色和紫色光波在大气层中被散射的概率比红色光要高9倍以上，它们更容易被散射开来，因此，当太阳出现在高空时，我们看到的蓝色天空，就是空气散射蓝色、绿色和少量其它颜色太阳光的结果。

阳光穿过大气层

你可能会问了，既然波长短的光更容易被空气散射，为什么我们看不见紫色光呢？这是因为紫色光在很高的高空就已经首先被散射，能够到达地面的紫色光波很少；与此同时，我们眼球视网膜的光感受细胞对紫色光并不敏感，它们更容易被理解成更深的蓝色。

当然不是。当清晨与黄昏时，太阳的角度很低，我们看到地平线附近的天空会呈现出艳丽的橙红色。这时候阳光在到达我们的眼球之前需要穿过更多的大气，于是我们看到鲜艳的霞光。那些波长更短的光无法穿透如此厚的空气，它们在高空就被散射掉了，因此我们头顶上方的天空是靛蓝色的。