杜甫笔下“一行白鹭上青天”，晴空万里，一碧如洗；谢朓笔下“余霞散成绮”，晚霞满天，碧水沉静；李清照笔下“落日熔金，暮云合璧”，落日如熔金，霞光艳丽。大自然美丽多姿，你是否好奇这些自然现象是如何产生的？

天空为什么是蓝色？云为什么是白色？晚霞为什么是红色？为什么陆地上大多数植物是绿色，而海里有些植物是蓝色或红色？大自然呈现出来的缤纷色彩与电磁波的奇妙特性息息相关。

我们周围的事物之所以显现颜色，主要是因为阳光照射着它们。虽然阳光看上去是白色的，但是赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫等颜色都在阳光里存在。

天为什么是蓝色的？

光是一种电磁波，所以可以把光线想象为波浪（波动）。设想一滴雨落在水面的情景：当这滴雨落到水面上时，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。如果这些波浪碰上一块小石子或别的障碍物，就会反弹，改变原来的方向。阳光从天空照射下来，同样会连续不断地碰到某些障碍。因为光穿透的空气由很多微粒组成，其中百分之九十九是氮气和氧气，其余是别的气体微粒和微小的漂浮微粒，如来源于汽车的废气、工厂的烟雾、森林火灾或者火山爆发出来的岩灰。虽然氧气和氮气微粒只是一滴雨水的百万分之一，但是它们也照样能阻挡阳光的照射。光线从这些众多的小“绊脚石”上弹回，自然改变了自己的方向。

图：大气散射示意图

就像水中有大波浪和小波浪一样，各种各样颜色的光波也有不同的“波浪”， 这是由波长决定的。根据科学家的测定，蓝色光的波长比较短，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时，蓝色光因为翻不过那些障碍，便被“散射”得到处都是，布满整个天空，天空就这样被“散射”成了蓝色。

图：太阳光谱

简单地说，太阳光本来是白色的混合光，当它射入大气时，由于大气中的粒子的直径大多数是0.1微米，在这些粒子的作用下，蓝光比较容易被散射，于是我们望向天空时看到被散射的蓝光，就觉得天空是蓝色的。

因为云朵里包含许多水蒸气，水蒸气的直径一般是10微米以上，对各种光的散射情况是一样的，所以看起来是白色的。如果遇到阴雨天气，云层特别厚，这些光无法透过，云就变成了灰黑色的，也就是我们见到的乌云。

日升或日落时，太阳平行于地平线照射过来，臭氧层起过滤作用，只有红光被散射得最少，红光照在云朵上，所以晚霞是红色的。