一个看似简单实则很复杂的问题：天为什么是蓝的？

“天空是什么颜色的？” 这是孩子们充满好奇，常常提出的问题。每当这时，大人们往往会毫不犹豫地回答：“天空是蓝色的呀！”

但是天空为什么是蓝色的呢？当孩子紧接着抛出这个问题，许多人就不知如何作答了。

有人或许会说，这很简单，因为大海是蓝色的，大海把蓝色反射到了天上，所以天空是蓝色；也有人认为，天空呈现蓝色，是因为氧气是蓝色的。但其实，这两种说法都不正确。

当阴云密布，我们看不到蓝天；到了深夜，天空一片漆黑。

这都是因为没有阳光。只有阳光穿过大气层时，我们才能看见湛蓝的天空。由此可见，天空的颜色与太阳光息息相关。

那么，太阳光是什么颜色的？

有一种常见的说法，认为太阳光是黄色或橙色。但实际上，在人类眼中，太阳光是白色的。

科学家指出，太阳本身并不发射白色光，太阳光之所以看起来是白色，是太阳发出的所有可见光频率混合的结果。让阳光穿过三棱镜，白色光就会散射开来，形成赤、橙、黄、绿、青、蓝的七彩光带。

当阳光穿过玻璃、水或空气等透明介质时，不同频率和波长的光，会发生不同程度的折射。这样一来，原本混合在一起的光波就能被区分开来，我们也就看到了太阳光原本的部分颜色。为什么是部分颜色呢？

阳光是太阳发射出的电磁波，其波长范围极为广泛。除了肉眼可见的部分，阳光还包含 γ 射线、X 射线、紫外线、红外线、微波，以及波长更长的无线电波。在整个光谱中，人眼能感知的可见光波，仅占很小一部分。

地球的大气层中充满了各种气体分子，其中氮气约占 78%，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产生振荡。振荡的电荷会产生与入射太阳光频率相同的电磁辐射，且这些由气体分子发出的电磁辐射，会向各个方向散布，这就是光散射现象。

空气分子对不同光的散射能力存在差异。在可见光光谱中，紫色和蓝色光的波长更短，频率更快。蓝色光能使空气分子中的带电粒子振荡频率更高，产生的散射光也就更多，所以蓝色光比红色光散射得更强烈。光波在空气中的散射强度，与光频率的四次方成正比。

像黄光、红光等波长较长的光波，更容易穿过大气层。

微波和无线电波由于波长很长，几乎能不受阻挡地在空气中传播。蓝色和紫色光波在大气层中的散射概率，比红色光高出 9 倍以上，它们更容易被散射开来。因此，当太阳高悬时，我们看到的蓝色天空，是空气散射蓝色、绿色及少量其他颜色太阳光的结果。

既然波长短的光更容易被空气散射，为什么我们看不到紫色光呢？

这是因为紫色光在很高的高空就率先被散射，能到达地面的紫色光波很少。同时，人眼球视网膜的光感受细胞，对紫色光不敏感，这些光更容易被感知为更深的蓝色。

天空并非总是蓝色。

清晨和黄昏时，太阳角度很低，地平线附近的天空会呈现出绚丽的橙红色。此时，阳光在到达我们眼睛之前，需要穿过更厚的大气层，所以我们能看到鲜艳的霞光。那些波长更短的光，无法穿透如此厚的空气，在高空就被散射掉了，因而头顶上方的天空呈现靛蓝色。

地球被称作蓝色星球，从太空看，地球呈现蓝色，这是因为大气层反射蓝光吗？

事实上，从太空看地球，大气层反射的蓝光极少。我们看到地球是蓝色，主要是海洋反射太阳光线的缘故。地球表面 70% 以上被海洋覆盖，阳光中的蓝色光波在海水中传播的距离最长，其他颜色的光则被海水吸收。

所以，大海看上去是蓝色的。大海将蓝色光反射到太空，我们便看到了蓝色的地球。要是地球表面没有大海，它也就不会是蓝色星球了。

综上所述，天空之所以是蓝色，首先与太阳光的光谱组成有关。

白色的太阳光，由多种不同波长、不同颜色的光组成。当这些光线穿过地球大气层时，会发生不同程度的散射。

地球的空气分子，对波长更短的蓝色和紫色光散射率更高，其他颜色的可见光更容易穿过。加上人眼对紫色不敏感，因此，当阳光照射大气层时，我们看到的天空呈现蓝色。