为什么云是白色的

为什么云是白色的

问题一：为什么云是白色的？？ 白云的产生是一种复杂的光学现象。云是悬浮在空气中的无数小水滴，它的分子排列不像空气分子那样杂乱无章，它对日光的散射要产生干涉，在云雾水滴的表面将叠加起来形成一个“反射”波。“反射”波中的振子数正比于波长的平方，这种光的强度又正比于振子数的平方，所以光的强度实际上正比于波长的4次方，也就是说与频率的4次方成反比，因而抵消了散射强度与频率4次方成正比的效应，总的效果是反射光与频率无关了。所以，入射的阳光在云的表面反射时，不改变它的频谱组成，仍是白光，所以我们看到的云是白色的。同样的道理，在城市上空，由于有些烟雾或灰尘颗粒直径比光的波长大，它反射白光，有些颗粒的直径比波长小，它散射蓝光，故呈现白中夹蓝的灰白色。问题二：云为什么是白色的？ 20分首先，你得明白一个道理： 我们周围的事物之所以显现出颜色来仅仅是因为阳光照射着它
们，虽然阳光看上去是白色的，但是所有的颜色：赤，橙，黄，绿，青，蓝，紫，在阳光里都
存在。
天空里有这么多颜色，为什么我平时看到的只有蓝色呢？ 你可能会问。
如果你把光线设想为波浪，你就会猜破这个谜了。光其实像波浪那样运动的。我们来设想
一下一滴雨落在一个水洼里的情景。当这滴雨落在水面上时就会产生小波浪波浪一起一伏地变
成更大的圈，向着四面八方扩展开去。如果这些波浪碰上一块小石子或一个别的什么障碍它们
就会反弹回来改变了波浪的方向。
而阳光从天空照射下来，一样会连续不断的碰到某些障碍。因为阳光所必须穿透的空气并
不是空的，它是由很多很多微粒组成。其中百分之九十九不是氮气便是氧气，其余则是别的气
体微粒和微小的漂浮微粒来源于汽车的废气，工厂的烟雾森林火灾或者为山爆发出来的岩灰。
虽然氧气和氮气微粒只是一滴雨水的一百万分之一但是它们也照样能阻挡阳光的去路。光线从
这些众多的小“绊脚石”上弹回自然也就改变了自己的方向。
可是那么多颜色的光改变了方向， 为什么只有蓝色被看到呢？ 你可能还是不明白。
水洼里，小的波浪遇到小石子的话，水面就会被搞得混乱不堪； 但如果是一个“巨浪”
像你用手在水洼边掀起的那种巨浪， 它就有可能于脆从石头上溢过去并畅通无阻的到达水洼
的对面边缘。那么就像大波浪和小波浪一样， 各种各样的颜色的光波也有不同的“波浪”，
也就是波长，不过它们可不像水波的波浪。用肉眼是看不出它们的大小的， 因为它们小得难
以想像，只是一根头发的一百分之一！ 得用很灵敏的测量仪表才可以精确的测定出来根据科
学家的测定蓝色光和紫色光的波长比较短相当于“小波浪”，橙色光和红色光的波长比较长，
相当于“大波浪”。 当遇到空气中的障碍物的时候蓝色光和紫色光国为翻不过去那些障碍，
便被散射到到处都是布满整个天空。天空就弗这样被散射成蓝色。
发现这种散射现象的科学家叫做瑞利，他是在130年前发现的， 他也是诺贝尔获得者。
用散射现象你就可以解释下面这些现象了。
比如在你头顶的天空是蓝色的， 可是在地平线—— 天地相接的地方，天空看上去却几乎
是白的。为什么？就是因为阳光从地平线到你这个地方比起它直接从空中落下来需要要空气中
走的路程远得多——-而在一路上它所擦过的微粒子也自然就要多得多。这些大量的微粒子就
这样多次散射出光， 所以它显得白中透着淡蓝。 建议你作一个小实验来验证一下：拿一杯水
，把它放在黑暗的背景里，放进一滴牛奶，再拿一只手电筒照射杯子的一端， 并靠近他，手
电筒的光在水中就会显现中淡蓝色。如果你往水里放进的牛奶越多，水就越白， 因为光一再
地受到这些众多牛奶微粒的散射，结果就是白色的。道理跟在地平线上空是白色的一样。
太阳落山的傍晚天空不显现蓝色而显现红色，正在下落的太阳也变成暗红色，也是一样的
道理。由于傍晚的光在照射到你这个地方的路上所遇到的众多的微粒使得阳光中的紫色和蓝色
的部分在往四面八方散射开去，仅留下一点点使你的肉眼看不得见的橙红色光线——- 因为它
们的波长长“ 波浪大”，翻过了路上的障碍。
不过细心的你会发现，天穹在落日后也还会在一定时间内，呈现深蓝色。这也曾经是科学
家们关心的一件事，不过，几个物理学家早在50 年前揭开了这个谜，导致黄昏时天空的蓝色
， 是一种特别的物质。这种特别的物质有离地球表面20至30 公里的高空处，聚集成厚厚的一
个层面叫臭氧层， 这种气体对正在下落的太阳光，起到像颜色过......余下全文>>问题三：为什么有白色的云和黑色的云 高层云因为高度在10公里左右，那里空气稀薄，云层中多数是冰晶，所以太阳光能够透过，所以云层是白色的。低层云是水滴和尘埃，一般厚度大，特别是雨层云，厚度更大，阳光完全不能透过，所以是黑色的。云层的颜色决定于高度和厚度。低层也有白云，都是很小的，不能阻挡阳光，而罚能够反射。
云层有厚有薄，水汽丰富的云，透明度降低，呈现出黑色，而水汽稀薄的云，透明度较高，呈现出白色。乌云的水汽极为丰富，所以比较黑。有时一块乌云能蕴藏了几十吨水。问题四：为什么云彩有白色的有黑色的？ 您好，
白云和乌云都是由小水滴组成的。瑞利定律对小水滴不适用，因为该定律是以气体分子的二次发射为依据的，而小水滴是比纳米粒子还要大的无色透明的球透镜。它的所谓“散射光”实际上是反射光以及经过几次折射后的透射光。
白云和乌云在“含水量”方面会有些差别，但“含水量”的提法是有点含糊的，词不达意。它可以被理解为整个云朵的含水量，也可以被理解为单个水滴的含水量。这两种理解都有一定根据。乌云能布满整个天空，白云却做不到。由此可见，就总趋势来说，乌云的含水量一般大于白云。但是，天空里的一丝云既可以是白云又可以是乌云，大片的云也有“白”、“乌”两种可能性，夏日巨大的白云团能在一瞬间变成翻滚的乌云团，这就不能用含水量来解释了。如果“含水量”是指“单个水滴的含水量”，那就准确了。
从云的形成过程来看，乌云如果不是从别处飘来的，那就必定是由白云变来的。白云则不同，它除了可以从别处飘来或是由乌云变来以外，还可以在万里晴空的背景上突然“创生”。我在研究太阳能问题期间曾非常留意天空中云情的变化，多次看到，蓝天背景能在我目不转睛的几分钟里由蓝色变成粉蓝色，再变成边缘模糊的淡淡的白云片以至变成有清晰边缘的白云朵。从未见过乌云能从蓝天背景上突然冒出来。我还注意到：白云变成乌云多半是在雨前，乌云变成白云多半是在雨后。对此类现象的解释是：夏日地表水在烈日下迅速蒸发，使空气湿度越来越大；高空的温度低于地表温度，因而水蒸气首先在高空到达饱和状态和过饱和状态；高空总会有一些灰尘，成为凝聚中心，使饱和蒸汽和过饱和蒸汽凝成细小的雾滴；雾滴足够密集时，就成为肉眼可见的白云；雾滴越来越大，白云就变成为乌云；乌云中的水滴继续变大，就变成雨滴；雨后空气的湿度变小，水蒸气重新回到不饱和的状态，乌云中的小水滴开始蒸发，体积越来越小，这样就使乌云变成白云；白云中的雾滴继续不断地蒸发，一旦全部汽化，白云就消失了，重新露出青天。
白云为何“白”？乌云为何“乌”？夏日白云团在一瞬间变成乌云团的例子最能说明问题。在这种突变中，总水量基本上未变，太阳光的投射角也基本上未变，显眼的变化是“由白变乌”。这种事情总是发生在雷雨即将到来之时，这就表明“由白变乌”是水滴“由小变大”的结果。乌云并不是无亮度的“黑云”，而是有亮度的，并且其散射光实际上也还是白光，与白云的散射光在光谱方面没有差别，这是因为大水滴和小水滴对于可见光来说都是无色透明球透镜，散射光的颜色由入射光的颜色决定。一旦明确了这一点，我们就能利用“亮度”来对白云和乌云作定量的比较。
就单个水滴来说，散射光在特定方向上的通量与入射光的通量之比应当是一个常数，与水滴的大小无关。但就整个云团来说，散射光的总通量与入射光的总通量之比就不是常数了。单个水滴的散射截面正比于线度的平方，体积和质量正比于线度的立方。这就意味着：在云团总质量和总体积不变的情况下，如果水滴的半径增大一倍，那么单个水滴的散射截面就应当扩大为原来的 4倍，而水滴总数则缩小为原来的 1/8，意味着总散射截面是原先的一半。由此可见，如果白云团中的水滴是属于微米级，乌云云团中的水滴是属于亚毫米级（即100微米）,那么白云的亮度就应当是乌云的100倍。问题五：天上的云为什么是白色的？ 天空中的云是小水滴和空气中的粉尘组成的，它们的直径要比太阳光的任何一种颜色的光的波长都要长得多，所以发生瑞利散射的情况很少。问题六：为什么天上的云是白色的 20分如果按科学的角度，是大气受气压影响的结果；
浪漫一点就是大自然的奇幻色彩，虽然只有一个颜色，但还是像彩虹一样美丽！

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