导演朱虹璇问气象科学家：为什么黄昏能看见红色的晚霞？

我问科学家

大家好，我是话剧《春逝》的导演朱虹璇，我来问科学家。

我们今年在排的一部话剧《春逝》，讲述的是民国时期1935年，上海中央研究院三名物理学家身处艰难时局、逆风而行的故事。其中两名女主角，顾静薇和瞿健雄，她们携手对抗身边的困难和偏见，并且在共度的一年时光里面改变了彼此的一生。

剧中两位女性物理学家 | 《春逝》定妆照

剧中，顾静薇被安排和一名哲学教授去相亲。相亲对象非常浪漫，带她去看晚霞。

顾静薇在剧中有句台词说：“他带我去看晚霞，我跟他讲，这是瑞利散射。他那个表情你是没有看见哦！”

物理学家的梗呢，哲学家必然是听不懂的。这里想请教一下真正的科学家们，为什么人们总是在黄昏看见绚烂的天空？晚霞形成的原理是什么？它和瑞利散射又有什么样的关系呢？

我们这部剧将于今年9月19日起在B站上面直播四场，欢迎大家到时候来看。

大家好，我是@天师-卡赞 。

通俗来说，太阳光由赤橙黄绿青蓝紫七种颜色组成，它们的波长其实并不一样。

白色的天空呈现出蓝色，主要是由于瑞利散射，它也是一种分子散射。有一个公式：散射光呈现出来的强度，与光波长的四次方成反比。

散射光强度I，与光波长λ的四次方成反比 | YouTube, Michel van Biezen

偏紫色的光波长较短，偏红色的光波长较长。其中，红色光波长大概是紫色光波长的1.75倍。那么，经过刚才的公式换算一下，紫色光散射的强度接近于红光散射强度的10倍。

我做了一个简单的模型，大家可以看一下：假设里面的这个环是地表，黑色的点是我们观察的位置，这个有一定厚度的透明胶带是大气层。

当正午太阳直射时，光路非常短，就像这道竖直的箭头。这时，能量损失较少，散射强度较大的蓝紫色光透过大气层。我们人眼对于紫色光不太敏感，所以看到的更多是蓝色。

而早晚时候，太阳照射角度基本水平，光路走的是一个比较长的距离，要穿越更长的大气层。太阳光谱当中波长较短的紫色、蓝色、青色光更容易被散射出来，而波长较长的红色、黄色、橙色光穿透能力更强一些，不容易发生能量损失。

傍晚，太阳光谱中留下的多数是红光 | 图虫创意

所以，留下的多数是红光，就出现了我们看到的“将天边染红”的情况，也就解释了，为什么晚霞是红色的。