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日照香炉“生紫烟”

2024-05-16梧桐

发明与创新 2024年14期
关键词:瑞利散射紫烟紫光

◎梧桐

李白在《望庐山瀑布》中描绘的“日照香炉生紫烟”的场景不是杜撰的,而是真实存在的,这里的“紫烟”是紫色的光霞。新疆乌鲁木齐的网友曾经拍到了类似的一幕:在阳光的照射下,熏香的烟雾呈现梦幻的紫色。为什么会出现“紫烟”呢?这是多种因素作用的结果,是有科学依据的。

因素一:日照紫光易被散射

太阳光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光混合而成的复色光。其中波长最长的是红光,波长最短的是紫光,蓝光次之。由于瑞利散射的影响,太阳光经过大气层时,红光由于波长较长,散射较少,穿透力较强;而紫光和蓝光由于波长较短,散射较多,穿透力较弱。

在晴朗的天气,大气中的尘埃和气溶胶等颗粒较少,蓝光和紫光散射到四周甚至布满天空。

诗中描述的天气很好,空气中的颗粒状介质少,这为“紫烟”的生成提供了有利条件。

什么是瑞利散射

地球被厚厚的大气层包裹,大气层中有许多颗粒。太阳光遇到大气中的微粒,部分光线会改变方向,射向四面八方,而原来方向的光线和能量就会被削弱,这种现象就是光的散射,又称瑞利散射。

因素二:瀑布产生水雾

当波长较短的蓝光和紫光同时被散射时,由于人眼对蓝色更加敏感,对紫色感觉次之,所以看到的天空通常是蓝色的。

那么诗中为什么是生“紫烟”,而不是“蓝烟”呢?

因为挂在山前的瀑布在下落的过程中产生了水雾。李白观看瀑布那天,水雾中微粒的直径和紫光的波长差不多,所以在散射的光中紫光最强,散射最多,紫色光最明显。

因素三:香炉峰地形复杂

诗中提及的“香炉”是庐山西北的香炉峰。香炉峰峰顶尖而圆,形如巨大的香炉,高耸入云,地形复杂,气流易形成涡旋或湍流,阳光照进它们时不断发生散射,“紫烟”效果进一步加强,更容易被人观察到。

知道多一点

当出现有雾或者多云的天气时,空中的颗粒状介质直径比可见光的波长大得多,一定范围内不同波长的光会一视同仁地被散射,这时,太阳光会呈现白色。

你们在生活中发现了哪些奇妙的现象呢?了解其中的奥秘吗?欢迎添加编辑微信分享,一起感受科学之美。

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