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瑞利散射和蓝天

1871
  • John William Strutt, 3rd Baron Rayleigh
蓝天说明了光学和物理学中的瑞利散射。.

(图片仅供参考)

瑞利 散射是指光被远小于其波长的粒子发生弹性散射的现象。这种现象造就了白天天空的蓝色。与波长较长的红色光相比,波长较短的蓝色阳光更容易被大气中的氮分子和氧分子散射,从而使天空从观察者的角度来看呈现蓝色。

瑞利散射强度与光的波长密切相关,遵循反四次方定律:[latex]I \propto \lambda^{-4}[/latex]。这意味着,蓝光(波长较短,约为 475 纳米)在大气中被气体分子散射的强度大约是红光(波长约为 700 纳米)的 16 倍。当我们背对太阳仰望天空时,我们的眼睛会看到来自四面八方的散射蓝光。相反,当太阳在日出或日落时接近地平线,它的光线必须经过更长的大气层路径才能到达观测者。此时,大部分蓝光和绿光已被散射到视线之外,只剩下波长较长的橙色和红色光。同样的原理也解释了为什么远处的云或山脉看起来会呈蓝色。瑞利散射与米氏散射不同,米氏散射是由尺寸与光波长相当或更大的粒子(如云中的水滴)引起的,并且与波长的依赖性不强,这就是为什么云看起来是白色的。

UNESCO Nomenclature: 2209
- 光学

类型

物理现象

中断

基础

用法

广泛使用

前体

  • 约翰·廷德尔关于气溶胶光散射的实验(廷德尔效应)
  • 詹姆斯·克拉克·麦克斯韦的电磁学理论
  • 奥古斯丁·让·菲涅耳的光波动理论
  • 对地球大气层组成的了解

应用程序

  • 分光光度法
  • 光纤通信(作为损耗源)
  • 遥感和激光雷达
  • 用于逼真大气渲染的计算机图形
  • 浊度法(测量液体/气体中的颗粒浓度)
  • 日落和日出颜色的解释

专利:

NA

潜在创新理念

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相关术语:瑞利散射、蓝天、大气光学、光散射、波长、电磁辐射、氮气、氧气、瑞利勋爵、日落颜色。

历史背景

瑞利散射和蓝天

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1865
1869
1871
1876
1877
1880
1861
1865
1868
1870
1873
1877
1880
1882-01-01

(如果日期未知或不相关,例如“流体力学”,则提供其显著出现的近似估计)

相关发明、创新和技术原理

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