廬山香爐峰出現紫色的科普知識

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　　李白有一首著(zhù)名的《望廬山瀑布》的詩(shī)，詩(shī)的首句“日照香爐生紫煙”。香爐峰位于廬山西北，終日煙云繚繞聚散，峰頂尖圓，型如一個(gè)碩大的香爐，故稱(chēng)為“香爐峰”。在清晨時(shí)分，香爐峰上，冉冉騰起陣陣白霧，縹渺彌漫于蒼天山川之間，在金色的陽(yáng)光的照耀下，化作了一片紫色的云霞，從而為不尋常的瀑布創(chuàng )造了不尋常的氛圍。

　　第二句“遙看瀑布掛前川”，詩(shī)人站山腳之下抬頭遠望�！斑b看”瀑布如千尋白練，懸掛山前。正是這個(gè)掛在山前的瀑布，在下落的過(guò)程中產(chǎn)生的細小水珠，在陽(yáng)光的照射下化作紫色的煙云。

　　山峰被紫色的煙霧繚繞，一般很難見(jiàn)到。在李白的筆下廬山的香爐峰卻生出了紫煙，是不是詩(shī)人看花了眼？或者是做了牽強附會(huì )的描寫(xiě)？都不是，詩(shī)人是做了細致的觀(guān)察，這樣的情況在一定條件下是可能發(fā)生的。

　　當太陽(yáng)光進(jìn)入大氣后，就會(huì )遇到空氣分子和微粒(塵埃、水滴、冰晶等)，由于這些物質(zhì)分布是不均勻，且顆粒的大小可以與光的波長(cháng)相比擬，就會(huì )將太陽(yáng)光向四周散射。散射是一種光學(xué)現象，光束通過(guò)不均勻媒質(zhì)時(shí)，部分光束將偏離原來(lái)方向而分散傳播，從側向也可以看到光的現象。在太陽(yáng)光中，紅、橙、黃、綠、青、藍、紫7種光是我們可以看見(jiàn)的光。正午時(shí)，太陽(yáng)直射地球表面，太陽(yáng)光在穿過(guò)大氣層時(shí)，各種波長(cháng)的光都要受到空氣的散射，其中波長(cháng)較長(cháng)的波散射較小，大部分傳播到地面上。而波長(cháng)較短的藍、綠光，受到空氣散射較強，天空中的藍色正是這些散射光的顏色，因此天空會(huì )呈現藍色。但是，當空中有霧或薄云存在時(shí)，因為水滴的直徑比可見(jiàn)光波長(cháng)大得多，選擇性散射的效應不再存在，不同波長(cháng)的光將一視同仁地被散射，所以天空呈現白茫茫的顏色。

　　如果說(shuō)短波長(cháng)的光散射得更強，你一定會(huì )問(wèn)為什么天空不是紫色的。其中一個(gè)原因就是在太陽(yáng)光透過(guò)大氣層時(shí)，空氣分子對紫色光的吸收比較強，所以我們所觀(guān)測到的太陽(yáng)光中的紫色光較少，但并不是絕對沒(méi)有，在雨后彩虹中我們很容易觀(guān)察到紫色的光。

　　瑞利散射定律告訴我們，散射光的強度與微粒的大小有關(guān)。當微粒的直徑小于光的波長(cháng)時(shí)，散射強度和波長(cháng)的4次方成反比。

　　根據瑞利散射定律波長(cháng)越短的的光受到的散射越厲害。當微粒的直徑小于可見(jiàn)光的波長(cháng)時(shí)，不同波長(cháng)的光被散射的比例不同，這時(shí)就會(huì )有選擇性的散射。我們所看到的藍天就是因為空氣分子和其他微粒對入射的太陽(yáng)光進(jìn)行選擇性散射的結果。

　　正是由于波長(cháng)較短的光易被散射掉，而波長(cháng)較長(cháng)的紅光不易被散射，它的穿透能力也比波長(cháng)短的藍、綠光強，因此用紅光作指示燈，可以讓司機在大霧迷漫的天氣里容易看清指示燈，防止交通事故的發(fā)生。

　　日落西山時(shí)，太陽(yáng)光穿過(guò)的大氣層的厚度，比正午時(shí)太陽(yáng)光穿過(guò)的厚度要厚得多，按照瑞利散射定律，在傍晚時(shí)陽(yáng)光經(jīng)過(guò)的路程要比正午長(cháng)一些，被散射掉的藍光，比被散射掉的長(cháng)波長(cháng)紅光會(huì )更多一些。所以落日時(shí)天空看上去呈紅色。實(shí)際上，太陽(yáng)表面發(fā)出光的顏色始終沒(méi)有變化。

　　大氣分子的散射，是我們不能看到明亮天空的主要原因，如果地球表面沒(méi)有大氣層，那么，即使在白天，抬頭仰望天空，也只能看到在漆黑的本底上掛著(zhù)一個(gè)發(fā)出耀眼光斑的太陽(yáng)。在月球上人們所能看到的就是這樣一幅圖像，因為月球上沒(méi)有空氣。

　　陽(yáng)光照射到廬山香爐峰時(shí)為什么會(huì )出現紫色呢？這很可能是李白觀(guān)看瀑布那天香爐峰瀑布產(chǎn)生的水霧微粒的直徑和紫光的波長(cháng)差不多，所以散射光中紫光最強。李白注意觀(guān)察了這個(gè)現象，原原本本寫(xiě)進(jìn)了他的詩(shī)中，“日照香爐生紫煙”便成了當時(shí)廬山香爐峰景色的真實(shí)寫(xiě)照。

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