在火星上,夕阳是蓝色的吗?为什么?

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14个答案
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LePtC物理学博士生

2014-09-03 00:59

(专业的回答见 @星际移民中心 的回答,这个回答留着看着玩)

原理就是瑞利散射强度反比于波长的四次方,所以越紫的光散射越强,然后乘上人眼的视见函数(对绿色最敏感,对红色和紫色降到不敏感)峰值就在蓝色附近了

如果没有大气层的话,太阳是白色的,这是外太空中看到的情况,白太阳挂在黑色的背景上
有一点大气层的话,太阳还是白色的 … 然后太阳周围的光是蓝色的,这是火星上的情况
有较厚的大气层的话,整个天空被照成蓝色,太阳直射到达人眼的光偏红色,这是地球上的情况
大气层再厚一点,或者有大颗粒物增强散射,天空就成了较均匀的白色,这是地球上某城市的情况 …
大气层再厚一点 … 那就看不见光了,金星的情况 …


(Update:我对 @星际移民中心 的回答的理解如下)

光和粒子的散射存在两种色效应来源:① 电偶极辐射,短波比长波强,② 衍射,长波比短波强。对于直径很小的粒子,前者占优,故瑞利散射显蓝色。随着粒径增大,衍射的贡献逐渐上升抵消前者,故米氏散射无明显的颜色(白色)。

星移的回答提到气溶胶大约在 1~2 微米,相当于 1~3 倍可见光波长,我想它大概是刚好落在了瑞利向米氏的过渡区域 AB,在这一区域,色效应刚好和地球上(瑞利散射)是反的。

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星际移民中心星际移民 http://interimm.org

2014-10-20 02:14


现在比较可能的有两种解释,一种是认为这是 Rayleigh 散射造成的,可以解释蓝色的现象。另一种解释是,蓝色日落是火星大气中沙尘吸收造成的。

但是由于火星的大气非常稀薄,大气分子的 Rayleigh 散射非常弱。而火星大气中的气溶胶和沙尘太大,他们不能导致 Rayleigh 散射。

小编为了确认哪一种是正确的解释,专门去咨询了TAMU 的Mark Lemmon(因为发现他写过多篇关于火星大气及沙尘特性的论文并且有多项分析火星探测器视图资料的工作),得到了如下答复:

Mark 的回答证实了这并非是 Rayleigh 散射造成的,原因是火星大大气非常稀薄。而且如果这是 Rayleigh 散射,会有颜色的过渡,而不会是从蓝色变到淡蓝变到白色这样的。

Mark 的解释是,火星大气中的 1-2 微米的气溶胶的“衍射”效应造成的。这个大小的气溶胶颗粒的效应会导致太阳周围变成蓝色。(然而小编并不能正确的理解这部分。)Mark 在这个页面 提到了火星沙尘散射红光来解释蓝色太阳。

小编总结起来,是这样的:

火星沙尘直径约为 1 微米,而可见光波长在几百纳米, Rayleigh 散射发生在颗粒大小小于 1/10 波长的时候。由于颗粒直径比红光还要稍大,这时候对红光的散射更加显著。所以这导致了下图中这种大片红色天空的情况

那么为什么“我们”看到的太阳周围是蓝色呢?这个跟在地球上为什么日落的太阳是红的很相似。由于红光被散射掉了,剩下的,大多是蓝色的光,所以看起来是蓝色的太阳和蓝色的晕。

简单来说,地球看到红色日落,是因为大气 Rayleigh 散射导致蓝色的光减少,火星蓝色的日落是因为沙尘散射了红光,导致红光减少。


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0. 更多的关于火星日落的内容(图片和视频),可以看我们《星海航纪》的《火星的日落》一文。
1. 星际移民中心:http://interimm.org/
2.星际移民中心微博
3. 星际移民中心的在线杂志:《星海航纪》 (目前开始接受投稿,要求请看此页。)

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昴星团我真的只是个西点师……

2014-09-02 22:09

谢邀。勇气号火星探测器于2005年5月19日用全景照相机拍下了火星上的日落,确实是蓝色的。

火星上有大气层,有天气系统活动,没有降水,所以尘埃很容易漂浮在空中滞留很久。
阳光被细微的尘埃粒子截住,发生散射,于是颜色偏蓝,有点像地球沙尘暴(事后补充:沙尘暴时就蔽日遮天了,所以应该是扬沙)时的日落景象。

需要说明的是,我对散射不熟悉,不能进一步阐述其原理,因此只能作定性解答,建议呼唤其他大神解答。

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Ent古生物学博士生,科学松鼠会成员

2014-09-03 12:31

无关话题:

在地球上也可以看到蓝色夕阳的。
办法很简单,只需要向着夕阳奔跑就可以了……


根据多普勒计算简单

红光波长/蓝光波长 = [(1+v/c)/ (1-v/c)]^1/2

可得,让650nm的红光看起来像是475nm的蓝光,只需要以0.3c的速度向着夕阳前进就可以了~

当然你会在1毫秒之内冲出大气层(如果你没有在大气层里烧光)。但是,蓝色的夕阳哎!

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ProtossProbe工程力学专业,果壳SpaceX小组组长

2014-09-03 10:55

“火星上的粒子和地球颜色相反”是个什么鬼啊!

火星白天的天空基本呈现黄褐色,这是因为火星大气稀薄,并且大气中还有较多的尘埃(额,可以理解为霾吧?)因此白天的话大气的颜色并不主要是由瑞利散射决定的,而主要由这些尘埃决定。

火星日出和日落时的天空,太阳周围一圈会呈现暗蓝色,距太阳较远的天空会偏紫色或者粉红色。

上图是Pathfinder拍摄的日落,反映的是真实的颜色。

当太阳落下“火平线”时,天边会呈现出粉红色的晚霞

参考资料:
http://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%81%AB%E6%98%9F%E5%A4%A9%E6%96%87%E5%AD%B8#.E5.A4.A9.E7.A9.BA.E7.9A.84.E9.A1.8F.E8.89.B2
http://starryskies.com/The_sky/events/mars/opposition08.html

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z1w1j帝都大学PhDing

2014-09-03 01:01

据说这个问题是物理所面试必问:为什么天空是蓝色的?
一般说到瑞丽散射就行了,然后再补充散射能力和波长的四次方成反比,所以天空是蓝色的,而太阳尤其是较低时,经过大气厚,蓝色被散掉就剩下红色了。
无聊的老师会追问是怎么散射的?
就是空气分子无轨运动有涨落,当然如果能用量子力学推一推就是大神啦。
回到正题,我的解释是:
因为火星表面都是红色的氧化铁土壤,然后火星上的风暴大得很,跟地球不是一个量级的,所以空中都是红红的东西。而太阳光颜色丰富,一经散射之后出现各种颜色,而其中蓝色散射能力强,又与背景色对比明显,所以就看到蓝色的夕阳了。如果是在其他没有大气的星体上看太阳就应该是白色的圆点,可以搜索月亮上看太阳的图

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支持者: 广告狐 hetaoljt

地球上也有蓝色的夕阳啊……

记得大一的时候遇到一场沙尘暴,大家都在说“蓝太阳”的事

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支持者: lao9 DTH123

来北方看看沙尘暴就知道太阳为啥是蓝色的了

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支持者: Schlieffen

我只是来顺带感受下昼颜的气息。

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应该是因为火星大气中的尘埃颗粒太大了吧,曾经我们学校搞放火演戏,点燃那种类似狼烟的东西冒出浓烟,那一刻我隔着浓烟看了一眼太阳——就是火星日落的颜色:太阳呈现出美丽的天蓝色,周围围绕着一圈从浓到淡的蓝色光晕。

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对,黄昏时分的发生沙尘暴也能看到蓝色的夕阳

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