我们仰望天空，首先看到就是就漂浮在天空的白色云朵，小时候大家都奇怪过，这时啥？居然能飘在天上，等某天有人对我们说，云其实就是凝聚的小水滴，我们才知道了一些真相，但随之而来的问题更复杂，既然是云中都是小水滴为啥能飘起来，而不坠落呢？小水滴不是透明的么，怎么云是白色的？乌云又变成黑色的了？
云为什么能漂浮
云是水做的这话没错，但严格来说，云中不可能充满水。首先，云不是一种可以吸收水分的物质构成的，而云中的小水滴就是云。更准确地说，云是由悬浮在空气中非常小的水滴或冰晶组成的。构成云的水滴和冰晶漂浮在空中，并不是因为它们被某种海绵状的物质吸收或束缚住了，而是水滴和冰晶就组成了浮云，因为它们太小了，空气浮力抵消了重力。它们才能漂浮在空中。
而构成云的水滴和冰晶实际上并不是静止地漂浮在空中。相反，它们在重力的影响下会不断地非常缓慢地下落，然后又被上升的气流抬高。组成云的雨滴/晶体的这种下落和上升的运动非常缓慢，由于云又大离我们又远，所以我们在地面上很难注意到这种上下运动运动。
Louis J. Battan在《云物理学》一书中写道：“半径为10微米的水滴以每秒1厘米的速度下落，半径为50微米的水滴以每秒26厘米的速度下落。”当组成云团的小水滴或冰晶通过碰撞和合并而增大时，由于质量的增加，空气阻力不再能抵消重力（当r > 0.1毫米时）。这些小水滴落下形成雨，冰晶落下形成了雪。
其次，云在正常情况下不是充满了小水滴，它们大多充满了空气。当我们说水桶装满了水，我们的意思是水桶里几乎每一个可用的空间都有水。在一朵云中，可用的空间只包含十分微量的水滴，形成云的这些小水滴在达到一定的体积时就以雨的形式落下。
令人惊讶的是，一朵云的体积只有十亿分之一是由小水滴组成的，其余的都是空气。这意味着含有1立方纳米水的云中，大约有10亿立方纳米的空气。大卫·k·林奇和威廉·查尔斯·利文斯顿合著的《自然中的色彩与光》一书指出，“尽管云层的能见度很低，但它们其实是脆弱的物体。”一个积云中每立方厘米可能有1000个水滴，但这些水滴十分十分微小，并且间隔相对较广。水在云的表观体积中所占的比例不到十亿分之一，对其密度的贡献也只有百万分之一克/立方厘米。”因此云不是充满了水，而是充满了空气。这时它们得以漂浮的原因。空气分子足以将这些微小的水滴托住。
云几乎都是空气，而水又是透明的？为什么我们还能看见云呢？有时是白色，有时是黑色的乌云？
关键的一个知识点是光线会被物体表面反射，而表面积越大，反射的光就越多。云中虽说大部分是空气，但也充满了微小的水滴，虽然从总体积上看，一朵云并不包含很多水滴，但它所包含的水却被分成了数万亿的小水滴，形成了许多的反射面。这些水滴的表面就能对光线进行漫反射，使整个云朵被光线照亮，但大部分阳光还是会穿透云朵，所以看起来就是白色的。
同样的道理，在生活中纯固态的冰看起来是透明的，而雪（只是形状复杂的小冰晶）看起来确实是白色的。这跟云的道理是一样的，整块冰的话光线可以直接不受阻碍地穿过，看去来就是透明地！而众多的小冰晶堆在一起，光线就会在其中发生漫反射，光线的路径被打乱，因此看起来就不是透明的，而是白色的。
例如，假设一朵云是由半径为r、大小相同且均匀分布的水滴组成的。假设云的总体积是V云，云中水的总体积是Vw。因为一个球形水滴的体积是4/3πr3，n是云中水滴的数量乘以一个小水滴的体积：水总体积=n4/3πr3。同样，一个球体的表面积是4πr2，所以水滴的总表面积=n4πr2。求解n的体积方程，将结果代入面积方程，得到总水滴表面积=3Vw/r。
由于总水量是固定的，这个方程告诉我们，随着每一滴水半径的减小，总的水滴表面积就会增大，如上图所示：单个水滴表面积越小，云中总的水滴表面积会跳跃到非常高的值。由于一个物体反射光的数量强烈地依赖于它的表面积，因此云在强烈的漫反射的作用下看起来就是白色的。
乌云看起来是黑色的原因，也很简单，乌云中的水滴增大，积聚的越来越多，这些水滴又随机分布，单个水滴的半径增大，整个云中水滴的表面积就会减小，漫反射减弱，整个云就会变暗，对光线会有更强的阻挡能力，透光量少了，我们眼睛接受的光也就少了，因此乌云看起来就是黑色的。
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