在许多我们司空见惯、熟视无睹的自然现象背后，常常蕴含着深刻的科学道理。

我们抬头看天，天空是蓝色的；蔚蓝的天空上飘着白云，云是白色的。为什么天空是蓝色，云是白色的呢？云只是白色吗？为什么朝霞和晚霞呈现出多彩的颜色？它与太阳和大气有什么关系？回答这些问题，我们需要从太阳开始说起。

天空呈现丰富多彩的颜色

我们能看到多彩的世界，无一不与太阳有关，太阳是地球最主要的自然光源，大部分物体所呈现的颜色都是它们散射和反射太阳光的结果。

太阳光是“白色”的。请注意，我在这里加了引号，因为太阳发出的并不是单一的颜色。如果你在太空，或者从月球上仰望太阳，它发出的是耀眼白光，这是由无数种电磁波组成的复杂光谱，人类可见的波长只是其中极少的部分，我们称其为可见光。

人类和大多数哺乳动物可见的光谱波长范围为380至780nm，它涵盖了从紫色到深红色等各种波长的光，也就是我们通常所说的红澄黄绿青蓝紫七色，实际上这其中包含了无数种颜色，当它们混在一起投射到视网膜，我们看到的就是白色。

可见光只占太阳光谱的一小部分，它们混合起来是白色光

观察阳光颜色的一种方法是使用棱镜。光速随着进入棱镜而略微减小，使其略微弯曲。这称为折射。折射程度随每个波的能级而变化。

白光通过三棱镜折射

可见光谱中的每种颜色代表不同波长的电磁波，随着光波波长的增加，其能量会减少。这意味着构成紫色、靛蓝和蓝色的光波比黄色、橙色和红色光具有更高的能量水平。最低能量光波折射最少，而最高能量波折射最大。最终结果是光线被分散成彩虹色。

除了阳光和星光，太空是黑色的，这里没有任何东西可以折射光线，所以我们看不到任何光。

但在地面，我们白天看到的天空却大多是蓝色的。这是为什么呢？它是大气层对阳光散射的结果。大气中所包含气体的原子和分子远小于太阳发出的光的波长，随着光波进入大气层，其中约有23%的阳光会与空气原子和分子发生碰撞并向各个方向散射，这被称为瑞利散射。