【文本一】
为啥天空是蓝色的?
①抬头,又是一个蓝天白云的好日子。等等,一个古怪的问题突然浮现在脑海中:天空为什么是蓝色的?
②多彩的阳光,为这片天空涂上了第一笔蔚蓝色。太阳光的本质是来自太阳的所有电磁辐射,从最高能的波长10~400纳米的紫外线,到肉眼可辨识的波长为380~780纳米的可见光,再到部分超过780纳米的近红外光谱。
③光的能量越高,波长越短,因此,在可见光中,蓝光和紫光的波长较短而能量较高,橙光和红光的波长较长而能量较低。所以,当白光经过三棱镜时,不同波长的光就会被折射向不同的方向,造就奇妙的色散现象。
④在天空中,类似的奇妙过程也在悄悄发生着。不过,在这个过程中发生作用的并不是什么人造的三棱镜,而是天空中飘浮的各种微小粒子——氧、氮、水、二氧化碳、氩等。这个过程叫作瑞利散射。
⑤瑞利散射指的是像它们这样半径比光或者其他电磁辐射的波长小得多的微小颗粒对入射光束的散射。在气体、液体和固体中,瑞利散射都在悄然发生,只不过在气体中最为明显。根据瑞利散射的规律,光的强度越高,波长越短,被散射得也就越厉害。因此,波长最短的紫光的散射频率,要比波长最长的红光的散射频率高出9倍以上。
⑥当太阳高悬天空中央时,阳光垂直或者稍有斜角地射入大气层,只有很少一部分的红光会被散射,蓝光则大部分都被散射了,布满整个天空。此时,当我们抬头仰望天空,自然会感叹于天空的澄澈与蔚蓝。
⑦但是,在朝阳升起或者夕阳落下的时候,情况略有不同。此时,太阳光接近水平射入大气层,阳光中的偏蓝光都因为瑞利散射而被散射到了我们看不到的角度,因此,天空就被映成了美丽的橙红色。随着太阳位置和我们观测时所处位置的变化,天空也会呈现十分美丽的渐变色。朝阳升起时,随着太阳光入射的角度越来越大,蓝光开始占领天空,于是天空由橙红色转向蓝色。夕阳落下时,随着太阳光入射的角度越来越小,橙红光洒满西天,于是天空便出现十分美丽的晚霞,太阳本身也会在此时显得格外红。
⑧说到这里,你大概会想问,既然较短波长的光被散射得比较厉害,那么比蓝光波长更短的紫光呢?比蓝光波长稍长一些的绿光呢?
⑨其实,这就与人类的眼睛以及大脑构造有关了。事实上,天空中散射的紫光当然比蓝光多得多,但是很可惜,人眼并不能识别出它们。人类拥有三色视觉,眼睛中有三种识别颜色的视锥以及单色视杆。当我们接收到一个颜色信号时,大脑会自动对它进行解析,并且将之与一种颜色匹配,此时,我们就产生了对颜色的认知。而我们的眼睛对蓝光、青光、绿光的反应,比对紫光的反应强。虽然我们看到了更多的紫光,但是我们对它不敏感,接收的信号强度不够强,压不过蓝光的信号强度。
⑩因此,我们的大脑会优先将我们看到的天空处理成蓝色。也就是说,如果我们对紫光更敏感一些,那么我们看到的天空应该是偏紫色的,那场面可能会有点魔幻。
11此外,绿光和红光相比也是同样的道理。对人类的视觉系统来说,红光和绿光同时存在时,我们并不能很好地分辨出绿光,大脑反而会将这个颜色处理成黄色。
12由于在早晨或者傍晚时,绿光损失得比红光多,这样调和一下,我们看到的天空就是熟悉的橙黄色或者橙红色了。
13也就是说,大脑里反映出来的颜色,并不是直接对应光的波长,我们的视觉还有进一步的加工过程。
14这就是蓝天的真相,它并不全部是蓝色的,只是我们的大脑让我们主要看到了蓝色。
(海德拉/文,选自科普中国新媒体官方账号2023年5月13日,有校改)
【文本二】
为什么大多数路灯的光是黄色的?
各位都市夜归人,不知道你们有没有发现,大多数路灯都发黄光。
为啥大多数路灯都要弄成黄光而不是白光或者是其他颜色的光呢?难道就是为了给各位都市夜归人带来一丝温暖?
首先,你知道光是啥吗?光,是电磁波的一种,波谱包括了红外线、紫外线以及可见光等。其中,可见光就是咱能看见的。可见光是由七种颜色的光组成的,就是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。光的颜色不同,波长也就不同,其中红光的波长最长,紫光的波长最短。
可是,作为照明灯的灯光颜色,并不是波长最长就最适合。当然,那些波长短的就更不行了。可黄光就不一样了,它的波长范围是570~600纳米,处于人眼较为敏感的波段,这个暖色系的光还不会刺激眼睛。对于路灯而言,黄光就是最理想的“天选之子”。
而且,还要结合实际。光源种类很多,但是还得考虑性价比。科研人员经过对比分析,最终选择了高压钠灯——一种高压钠蒸气进行弧光放电的灯泡。这是目前发光效率比较高的气体光源,它发出的光波波长范围正处于可见光的黄光波段,所以我们的眼睛看过去,高压钠灯发出的光就是黄色的。
除了发光效率高,人家还有耗电少、寿命长、透雾能力强和不诱虫等优点,你说不选它选谁?咱既能看清,光线还柔和,这也是降低交通事故发生率的关键啊!
(徐晶晶/文,选自科普中国新媒体官方账号2022年9月19日,有校改)
【阅读笔记】
1.下列对文本一和文本二的理解和分析,不正确的两项是(" )
A.两个文本都以人们日常生活中的疑问为题目,既点明说明内容,又能激发读者的阅读兴趣。
B.文本一第⑤段采用下定义和作比较的说明方法,解释说明了三棱镜的色散现象的原理。
C.天空颜色的变化,主要是太阳位置和我们观测时所处位置的变化造成的色散。
D.从文本一可知,我们看到的天空是蓝色的,是人类的大脑构造决定的。
E.相较于文本一语言的平实严谨,文本二的语言更亲切生动,轻松易懂。
2.根据两个文本,简要说明为何天空是蓝色的、大多数路灯的光是黄色的。
3.介绍科学知识的文章一般具有贴近读者的特点,请结合两个文本的内容简析这一特点。
(于勤/设题)