天空的光子为什么那么多颜色

A. 为什么天空有时会有七彩的光

彩虹是太阳光穿透雨的颗粒时形成的。原本光是笔直行进的，但它也具有一旦进入水中就会折射的性质。因此太阳光在通过雨的颗粒时就会折射。此时，由于光折射的角度因颜色而各异，所以七种颜色会以各自不同的角度折射。所以七种颜色会很漂亮地排列起来。这就是形成彩虹的原理。因为彩虹呈现于与太阳方向相反的天空，所以想在雨后看彩虹时要背对着太阳。
夏天雨后，乌云飞散，太阳从新露头，在太阳对面的天空中，会出现半圆形的彩虹。
虹是由于阳光射到空中的水滴里，发生发射与折射造成的。
我们知道，当太阳光通过三棱镜的时候，前景的方向会发生偏折，而且把原来的白色光
线分解成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫7种颜色的光带。
下过雨后，有许多微小的水滴漂浮在空中，当阳光照射到小水滴上时会发生折射，分散
成7种颜色的光。很多小水滴同时把阳光折射出来，再反射到我们的眼睛里，我们就会看到一
条半圆形的彩虹。彩虹的色带分明，红的排在最外面，接下来是橙、黄、绿、青、蓝、紫6种
颜色。
空气里水滴的大小，决定了虹的色彩鲜艳程度和宽窄。空气中的水滴大，虹就鲜艳。也
比较窄；反之，水滴小，虹色就淡，也比较宽。
我们面对着太阳是看不到彩虹的，只有背着太阳百能看到彩虹，所以早晨的彩虹出现在
西方，黄昏的彩虹总在东方出现。可我们看不见，只有乘飞机从高空向下看，才能见到。
虹的出现与当时天气变化相联系，一般我们从虹出现在天空中的位置可以推测当时将出
现晴天或雨天。东方出现虹时，本地是不大容易下雨的，而西方出现虹时，本地下雨的可能
性却很大。
彩虹的明显程度，取决于空气中小水滴的大小，小水滴体积越大，形成的彩虹越鲜亮，小水滴体积越小，形成的彩虹就不明显。
一般冬天的气温较低，在空中不容易存在小水滴，下阵雨的机会也少，所以冬天一般不会有彩虹出现

B. 为什么天空会有不同的颜色，和光学有关吗

是的，是有关的
因为紫光波长最短，所以在大气中紫色比散射得最多，但是人眼对蓝光比较敏感，所以天空是蓝色的。
另外日出，日落时，天空会变红是因为阳光走的路程长短，阳光走到地球上正午所需的路程比较短，日出日落比较长，而紫光等短波长的光在到达地球时都差不多散射掉了，所以日出日落看起来是红色，橙色的。
黑色的天空是没有光（或者说只有间接的太阳光）引起的。
顺带一提，海水是蓝色并不是因为天空的反射，是因为海水吸收没被大气散射掉的红光，而不透明物质颜色由它吸收的色光决定（正确来说是吸收的色光的互补色），所以海水是蓝色。

C. 为什么天空会呈现不同的颜色

天空常常是蓝色的。但是有时天空也会呈现出不同的颜色，如灰色、白色等等。这是什么原因呢？

原来，天空所呈现的颜色与大气对太阳光的散射有关。当太阳光通过大气遇到空气分子和微尘时，太阳光的一部分能量便以它们为中心，向四面八方散射开来，这种现象称为大气的散射。

散射后的太阳光，一部分返回太空，一部分到达地面，一部分保留在大气中。

假若空气分子直径小于太阳可见光波长，反之，则波长愈短，散射作用愈大。在晴朗的天气里，当太阳位于天空时，波长较短的蓝光被散射５０％以上，而波长较长的红光几乎全部通过，所以天空呈蓝色。雨后天晴，天空呈青蓝色也是这个道理。悬浮在空气中的尘埃、烟粒、水滴等，其直径大于波长，它们对不同波长的散射效果大致相当。所以当大气中含有尘粒时，天空呈白色。被严重污染的工业区，由于大气中尘埃含量增多，太阳光被大量散射，太阳看上去是一个无光泽的红色球体，严重时形成“昏暗的中午”。

假如没有大气的散射作用，天空就不再是蔚蓝色，早晨也看不见红日冉冉升起，烈日当顶时太阳明亮而刺眼，背阴处则暗淡无光，屋内一片漆黑，太阳一落山就变得伸手不见五指。

D. 太阳光为什么是七色的

光的颜色是由光波的频率决定的，太阳光含有七色光波频率的电磁波。

太阳辐射光谱与温度5,800K的黑体非常接近。其中约有一半的电磁频谱在可见光的短波范围内，另一半在近红外线的部分，也有一些在光谱的紫外线。经过光的色散就可以看到所谓的七色光。

白光散开后单色光从上到下依次为“红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色。

(4)天空的光子为什么那么多颜色扩展阅读

当太阳辐射没有被云遮蔽，直接照射时通常被称为阳光，是明亮的光线和辐射热的组合。世界气象组织定义“日照时间”是指一个地区直接接收到的阳光辐照度在每平方米120瓦特以上。

阳光照射的时间可以使用阳光录影机、全天空辐射计或日射强度计来记录。阳光需要8.3分钟才能从太阳抵达地球。

直接照射的阳光亮度效能约有每瓦特93流明的辐射通量，其中包括红外线、可见光和紫外线。明亮的阳光对地球表面上提供的照度大约是每平方米100,000流明或 100,000勒克司。阳光是光合作用的关键因素，对于地球上的生命至关重要。