当我们躺在草地上，微风拂面，蔚蓝的天空映入眼帘，身心感到放松时，你有没有想过天空为什么是蓝色的呢？为什么不是其他颜色？

        我们已经习以为常的自然现象，背后隐藏的物理规律却并不简单，说它不简单，那是因为关于“天空为何是蓝色”的正确解释，直到19世纪末20世纪初才由科学家给出了完善答案，要知道那时距离牛顿开创经典力学体系已经过去了足足两个多世纪。

        首先不管天空是什么颜色，前提都是空中的光进入我们的眼睛，从而让我们看到了天空的颜色，而这些光是从哪里来的呢？要知道大气层是不可能自己发光的（在没有外来物的情况下，不可能持续发出可见光），所以这里的光一定是太阳辐射出来的，但我们都知道太阳光是复色光，我们知道牛顿利用三棱镜发现了太阳光可以分解成多种颜色的光，难道天空的蓝色也是因为天空中存在着类似“三棱镜”一样的东西，将光分解了？其实天空中并没有什么“三棱镜”，就是由于大气层的存在形成了散射现象。这一观点是由著名物理学家约翰·威廉·斯特拉特提出的（也就是瑞利男爵，因此后人直接称其为瑞利）在经过仔细研究后，瑞利发现，散射现象不仅仅会发生在杂质微粒身上，对于单独的原子或分子而言，散射现象同样会发生。这被称为瑞利散射，一般来说，当粒子的直径远小于入射光波长时（不超过波长的十分之一），散射光的强度与入射光频率的四次方成正比关系（也就是和入射光波长的四次方成反比），因此对于波长越短的光，散射就会越强，如果以太阳光为例，那么位于可见光范围内的短波蓝紫光就最容易被散射开。那么对于非常纯净的大气环境下，即便其内部没有悬浮的各种尘埃、冰晶等杂质微粒，也会由于大气分子的散射作用，而使得太阳光中的蓝紫光被散射开，从而弥漫到整个大气层，因此瑞利散射使天空呈现蓝紫色。

        瑞利散射不仅解释了为什么天空呈蓝紫色，而且也能说明为什么朝阳或者日落时的夕阳呈红色。考虑到地球是一个球体，因为包裹地球的大气层可以看做是一个球壳，一般在每天正午左右，太阳位置达到每天的最高点，此时太阳光从大气层穿透到地面上时，经历的大气层厚度是一天当中最短的；而到了日落（或者日出）时，太阳光所经历的大气层厚度是一天当中最长的，如下图。

        而穿过的距离越长则意味着更多的蓝紫光被散射，于是最后只有偏红的光抵达地面，这就是为什么在早晨或者日落时的太阳呈现出红色，不过值得注意的是，这种红色只在太阳附近出现，而其余更大部分的天空，仍旧显示蓝色或者更暗的颜色。

那你现在是否明白，为什么很多警示标志都是红色的？（是不是短波成分的光很容易被散射呀？）