晴天抬頭看，天空是藍的；到了傍晚，太陽和天邊卻變成橘紅色。陽光明明是同一道光，為什麼顏色會差這麼多？答案和「光的散射」有關，也和每一種顏色的波長長短有關。這篇用光學的角度，說明天空和夕陽顏色背後的原理。
短波長的藍光比較容易被散射
太陽光看起來是白色，其實包含了從紫、藍、綠、黃、橘到紅的各種可見光，波長大約從 380 到 750 nm。紫光和藍光的波長較短，紅光的波長較長。
陽光進入大氣層後，會碰到大量的氮氣和氧氣分子。這些分子比光的波長小得多，光碰到它們時會被往四面八方打散，這種現象叫作「瑞利散射」。
瑞利散射有一個特點：波長越短，被散射得越厲害，強度大約和波長的四次方成反比。以 450 nm 的藍光和 700 nm 的紅光相比，藍光被散射的程度大約是紅光的五到六倍。所以不管往天空哪個方向看，都會有被打散的藍光進入眼睛，整片天空就呈現藍色。
夕陽為什麼是橘紅色
中午太陽在頭頂，陽光穿過的大氣層比較薄。傍晚太陽接近地平線，陽光要斜斜地穿過厚得多的空氣才到達我們眼前。一路上，藍光和綠光大多已經被散射到其他方向，剩下比較不容易被散射的黃、橘、紅光，所以夕陽和天邊看起來是暖橘色到紅色。空氣中的灰塵或水氣較多時，顏色有時會更濃。
想了解橘紅色光本身在光譜上的位置，可以參考630 奈米紅光是什麼？。
雲為什麼是白的：兩種散射比較
雲由小水滴和冰晶組成，它們的大小和光的波長差不多甚至更大，這時候的散射對各種顏色幾乎一視同仁，稱為「米氏散射」。所有顏色被一起打散再混合，看起來就是白色或灰白色。
| 散射類型 | 粒子大小 | 和波長的關係 | 日常例子 |
| 瑞利散射 | 遠小於光的波長（氣體分子） | 短波長散射得多 | 藍天、橘紅色夕陽 |
| 米氏散射 | 接近或大於光的波長（水滴、灰塵） | 各顏色差不多 | 白雲、霧、灰濛濛的天空 |
資料整理／imetta 療癒我製表
使用明亮光源的基本提醒
不論是看夕陽還是在家使用 LED 光照面板，面對明亮的光都要注意眼睛：
- 不要直視太陽，即使是傍晚的夕陽也不要長時間盯著看。
- 使用居家光照面板時，建議閉上眼睛或配戴護目鏡，避免直視 LED。
- 依照產品說明書建議的距離與時間使用；皮膚感覺過熱時，把距離拉開。
- 對光敏感、正在服用光敏感性藥物或懷孕的人，使用前請先諮詢醫師。
常見問題
紫光波長更短，為什麼天空不是紫色的？
紫光確實被散射得更多，但陽光中紫光的比例本來就比藍光少，有一部分在高空就被吸收掉；再加上人眼對紫光的敏感度比藍光低很多，所以我們看到的天空以藍色為主。人眼對不同顏色的敏感度差異，可參考570 奈米黃綠光是什麼？。
為什麼遠處的山看起來偏藍？
你和遠山之間隔著一大段空氣，空氣中的分子同樣會把藍光散射進你的眼睛，距離越遠，疊上去的藍色越多，山的輪廓就顯得越淡、越偏藍。
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