天空为什么是蓝色的？这是一个常见但又有趣且易于理解的物理问题。当我们抬头仰望蔚蓝的天空时，我们可能会感到好奇，想知道为什么它不是其他颜色。实际上，天空之所以呈现蓝色，是由于大气中的光散射现象所导致的。当太阳光通过大气层时，它与空气中的分子发生相互作用，尤其是氮氧化合物和氧气分子。这些分子会散射光线中的短波长蓝色光，使蓝色成为我们所见到的主要颜色。而其他波长的光则被吸收或散射得较少，所以我们看到的天空是蓝色的。

很多人喜欢大海，蔚蓝色的大海总是能给人一种壮观、浩瀚的感觉，那么问题来了：水本来就是无色的，为何大海却是蓝色的呢？

这个问题其实很简单，因为天空是蓝色的，所以天空下的大海就是蓝色的，那么天空为何是蓝色的呢？其实这是一个有趣、易懂的物理问题，想要弄清楚这个问题，我们需要先来了解两个物理概念：黑体辐射、瑞利散射。

黑体辐射，如果从字面意思上看是：一个能释放辐射的黑颜色物体，其实不然，黑体辐射是物理学科内被人为定义的一种理想物体。

众所周知，任何物体都会不断的向外辐射、反射电磁波，并且自身不断的吸收电磁波，但是这种热辐射与物体的性质、温度等各种因素有关，于是物理学家为了更为简洁的研究热辐射，就人为定义了一种理想物理：黑体。

黑体就是一种能够完全吸收任何波长的辐射，并且不进行任何反射的物体，我们将这种辐射成为黑体辐射，通常来说，温度越高，光谱就越蓝，温度越低，光谱就越红，所以根据宇宙中天体的光谱，也可以大致判断出天体的温度，这里就不过多讲解了。

太阳，每天都要向外释放不同波长的电磁波辐射，但是太阳能够吸收的辐射却很少，所以太阳可以看做是一种近似黑体，那么太阳辐射也可以看成是一种黑体辐射。

太阳的电磁波辐射有一个特点，那就是太阳辐射的电磁波，波长很长的电磁波辐射能量不太强，波长很短的电磁波辐射能量也不太强，如果使用波长与辐射功率建立一个坐标系的话，辐射曲线很像一个山峰状态，在波长的中间部分，其电磁波辐射的能量是最强的。

很巧合的是，太阳辐射能量最强的部分刚好是人眼可见光的波长范围，波长最长的是红光，波长最短的是紫光，也就是我们熟悉的赤橙黄绿青蓝紫。

当然，太阳电磁波辐射的规律并不是为了适应人眼的可见范围，根据达尔文的《进化论》，因为是人类在几万年的进化中，眼睛为了更清楚的看东西，慢慢调整到了跟太阳一致的程度。

不过想要弄清楚天空为何是蓝色的，光了解黑体辐射是不够的，我们还需要了解另外一个物理概念：瑞利散射

瑞利散射其实是一种光的散射现象，影响光散射的因素有粒子半径、辐射波长、角度、温度等等，瑞利散射主要是描述粒子半径与辐射波长的函数。

瑞利散射：当粒子的半径小于入射光波长的十分之一时，光线在各方向上的散射光强度是不一样的，各方向光的强度与光的波长四次方成反比，简单来说：当光通过折射率有微小变化的介质时，波长越短的光散射能力就越强，波长越长的光，散射能力就越弱，

如果我们在可见光的范围内（400～760nm），选择一种散射能力最强的光，那么这种光就同时具备了能量较强，散射能力强的两个特点，兼具这两种特点的光其实就是蓝光。

我们在脑海中来想象这样一个场景，大量的、不同波长、不同能量的光由太阳射向地球，那么这些光在达到我们眼睛之前一定会先透过地球的大气层，因为蓝色的光是可见的，而且能量强、散射强，所以我们的天空就变成了蓝色。

虽然蓝色的光是天空的颜色，但是如果没有大气层，没有大气层而产生的瑞利散射，那么天空也就不会是蓝色。

我们一定看到过登月的视频影像，月球是没有大气层，所以站在月球上看地球或者太空，只是黑漆漆的一片，并没有地球上那抹纯净的蔚蓝。

前面我们讲到了瑞利散射，当光透过大气层时，蓝光的散射能力比较强，但是我们地球上的大气层密度并不是均匀的，而是随着高度的增加而逐渐降低的，所以由于大气层的密度不同，导致光的散射情况也会发生改变，也就是说天空的颜色会随着高度的上升而发生改变。

如果我们站在海拔8000米的高度看天空，那么蔚蓝色的天空就会变成青色

如果我们的海拔继续升高3000米，天空的颜色就会渐渐变暗，变成暗青色

如果我们的海波再升高2000米，天空的颜色就会更加暗，变成暗紫色

如果我们站在海拔21000米的高度看天空，天空就会变成接近于黑的的黑紫色

因为海拔越高，大气层越稀薄，颜色也就会变成的越暗，直到完全笼罩在黑色的太空里。

不过个人认为在海拔13000米的高度看暗紫色的天空，也是蔚为壮观，别有一般滋味。

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