天空的光子為什麼那麼多顏色

A. 為什麼天空有時會有七彩的光

彩虹是太陽光穿透雨的顆粒時形成的。原本光是筆直行進的，但它也具有一旦進入水中就會折射的性質。因此太陽光在通過雨的顆粒時就會折射。此時，由於光折射的角度因顏色而各異，所以七種顏色會以各自不同的角度折射。所以七種顏色會很漂亮地排列起來。這就是形成彩虹的原理。因為彩虹呈現於與太陽方向相反的天空，所以想在雨後看彩虹時要背對著太陽。
夏天雨後，烏雲飛散，太陽從新露頭，在太陽對面的天空中，會出現半圓形的彩虹。
虹是由於陽光射到空中的水滴里，發生發射與折射造成的。
我們知道，當太陽光通過三棱鏡的時候，前景的方向會發生偏折，而且把原來的白色光
線分解成紅、橙、黃、綠、青、藍、紫7種顏色的光帶。
下過雨後，有許多微小的水滴漂浮在空中，當陽光照射到小水滴上時會發生折射，分散
成7種顏色的光。很多小水滴同時把陽光折射出來，再反射到我們的眼睛裡，我們就會看到一
條半圓形的彩虹。彩虹的色帶分明，紅的排在最外面，接下來是橙、黃、綠、青、藍、紫6種
顏色。
空氣里水滴的大小，決定了虹的色彩鮮艷程度和寬窄。空氣中的水滴大，虹就鮮艷。也
比較窄；反之，水滴小，虹色就淡，也比較寬。
我們面對著太陽是看不到彩虹的，只有背著太陽百能看到彩虹，所以早晨的彩虹出現在
西方，黃昏的彩虹總在東方出現。可我們看不見，只有乘飛機從高空向下看，才能見到。
虹的出現與當時天氣變化相聯系，一般我們從虹出現在天空中的位置可以推測當時將出
現晴天或雨天。東方出現虹時，本地是不大容易下雨的，而西方出現虹時，本地下雨的可能
性卻很大。
彩虹的明顯程度，取決於空氣中小水滴的大小，小水滴體積越大，形成的彩虹越鮮亮，小水滴體積越小，形成的彩虹就不明顯。
一般冬天的氣溫較低，在空中不容易存在小水滴，下陣雨的機會也少，所以冬天一般不會有彩虹出現

B. 為什麼天空會有不同的顏色，和光學有關嗎

是的，是有關的
因為紫光波長最短，所以在大氣中紫色比散射得最多，但是人眼對藍光比較敏感，所以天空是藍色的。
另外日出，日落時，天空會變紅是因為陽光走的路程長短，陽光走到地球上正午所需的路程比較短，日出日落比較長，而紫光等短波長的光在到達地球時都差不多散射掉了，所以日出日落看起來是紅色，橙色的。
黑色的天空是沒有光（或者說只有間接的太陽光）引起的。
順帶一提，海水是藍色並不是因為天空的反射，是因為海水吸收沒被大氣散射掉的紅光，而不透明物質顏色由它吸收的色光決定（正確來說是吸收的色光的互補色），所以海水是藍色。

C. 為什麼天空會呈現不同的顏色

天空常常是藍色的。但是有時天空也會呈現出不同的顏色，如灰色、白色等等。這是什麼原因呢？

原來，天空所呈現的顏色與大氣對太陽光的散射有關。當太陽光通過大氣遇到空氣分子和微塵時，太陽光的一部分能量便以它們為中心，向四面八方散射開來，這種現象稱為大氣的散射。

散射後的太陽光，一部分返回太空，一部分到達地面，一部分保留在大氣中。

假若空氣分子直徑小於太陽可見光波長，反之，則波長愈短，散射作用愈大。在晴朗的天氣里，當太陽位於天空時，波長較短的藍光被散射５０％以上，而波長較長的紅光幾乎全部通過，所以天空呈藍色。雨後天晴，天空呈青藍色也是這個道理。懸浮在空氣中的塵埃、煙粒、水滴等，其直徑大於波長，它們對不同波長的散射效果大致相當。所以當大氣中含有塵粒時，天空呈白色。被嚴重污染的工業區，由於大氣中塵埃含量增多，太陽光被大量散射，太陽看上去是一個無光澤的紅色球體，嚴重時形成「昏暗的中午」。

假如沒有大氣的散射作用，天空就不再是蔚藍色，早晨也看不見紅日冉冉升起，烈日當頂時太陽明亮而刺眼，背陰處則暗淡無光，屋內一片漆黑，太陽一落山就變得伸手不見五指。

D. 太陽光為什麼是七色的

光的顏色是由光波的頻率決定的，太陽光含有七色光波頻率的電磁波。

太陽輻射光譜與溫度5,800K的黑體非常接近。其中約有一半的電磁頻譜在可見光的短波范圍內，另一半在近紅外線的部分，也有一些在光譜的紫外線。經過光的色散就可以看到所謂的七色光。

白光散開後單色光從上到下依次為「紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種顏色。

(4)天空的光子為什麼那麼多顏色擴展閱讀

當太陽輻射沒有被雲遮蔽，直接照射時通常被稱為陽光，是明亮的光線和輻射熱的組合。世界氣象組織定義「日照時間」是指一個地區直接接收到的陽光輻照度在每平方米120瓦特以上。

陽光照射的時間可以使用陽光錄影機、全天空輻射計或日射強度計來記錄。陽光需要8.3分鍾才能從太陽抵達地球。

直接照射的陽光亮度效能約有每瓦特93流明的輻射通量，其中包括紅外線、可見光和紫外線。明亮的陽光對地球表面上提供的照度大約是每平方米100,000流明或 100,000勒克司。陽光是光合作用的關鍵因素，對於地球上的生命至關重要。