达·芬奇和宋代画家告诉你，除了诗和远方，世上还有散射现象

这事主要看气质啊！...



别动！快速回答我，现在你的眼前有什么？

你可能会说：手机、电脑、书桌、小蛋糕......好像还有点儿什么一时想不起来。

这被你忽略的空气，就曾是令列奥纳多·达·芬奇（Leonardo Da Vinci，1452-1519）乐此不疲的研究对象。

我们先来仔细观察达·芬奇这两幅画里的山水景，并思考一个问题：为什么风景中远处的山的轮廓越来越模糊，且颜色越来越接近天色呢？

达·芬奇在探索大自然时，敏锐地观察到肉眼与景物之间的介质——空气，并非是透明的，其效果是使离视点远的物体的形体轮廓变模糊，明暗对比和色彩冷暖对比变弱，所谓近强远弱，近暖远冷，近浓远淡。而且，远的物体会渐变成背景的颜色。所以，问题的答案就是：首先，我们每时每刻呼吸的空气是由各种气体组成的混合物，是保护地球的大气层的主要成分。如以体积比表示，干燥空气的主要成分及含量为：氮（N2）78%、氧（O2）21%、氩（Ar）0.94%、二氧化碳（CO2）略高于万分之四。其他气体极少，有氦（He）、甲烷（CH4）、臭氧（O3）等。

除了这些，弥漫在大气中与空气共存的还有水蒸气和悬浮颗粒物（SPM suspended particulate matter，包括尘土、烟灰和烟尘）。后者在自然界中由火山爆发、风和沙尘暴等产生；此外，人类社会的发展也造成了大量污染气体和尘粒的释放，比如粗颗粒物（PM10）和细颗粒物（PM2.5）。其次，我们知道太阳光看似白色，其实是由不同波长的电磁辐射组成的，辐射99.9%的能量集中在红外区、可见光区和紫外区。其中可见光区尤为显著，波长在400～770纳米之间。波长不同的电磁波，引起人眼的颜色感觉不同，比如770～620纳米，感觉为红色；490～460纳米，为蓝靛色。

大家都知道，1纳米（nm）非常小，是1米（m）的十亿分之一。直观点说，我们细细的头发的直径约60000～90000纳米。

当阳光照射到物体表面时，会发生不同的物理现象，如吸收、反射、散射等。一个均匀不透明的物体被照射时，一部分特定波长的光会被它吸收，其它波长的光则会被反射出去，反射出的光和人眼的生理机制决定了我们看到的物体的颜色。

散射，是光通过不均匀介质时发生的光传播方向改变，扩散至四面八方的现象。散射和入射光的波长，介质的大小、形状、折射率有关。为方便理解，我们可以想象一个均匀球状粒子的介质，如它的半径为r，入射光波长为λ，那么我们定尺度数χ为：当χ

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