關于散射

問題：為什么日照香爐生紫煙？

答案：語文老師說不支持娃用物理知識解決文學家的詩句。我覺得物理和文學都是美的，就這句詩說，先有物理學之美，才有文學之美。

我看了好幾個答案，都是胡扯，包括某本有名的書。

以下轉自知乎 
 

作者：Cubic 
鏈接：https://www.zhihu.com/question/274343410/answer/377621829 ;
來源：知乎 
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因為瑞利散射。 
這句詩是完完全全的寫實，含塵埃少的空氣在陽光的照射下，自身呈現(xiàn)的顏色就是紫色。先放一張圖： 
科羅拉多大峽谷，圖片來自其官方網(wǎng)站 （Grand Canyon National Park (U.S. National Park Service），拍攝于峽谷南緣，離對面的峽谷北緣十多公里。大峽谷附近人口稀少，空氣潔凈。下午時分太陽從人群背后照射過來，可以看見峽谷中空氣呈現(xiàn)紫色。 
背后的物理原理是瑞利散射(Rayleigh scattering)，空氣分子在光波的電場作用下產(chǎn)生同頻率的極化共振，從而成為一個個偶極發(fā)射源向各個方向發(fā)出散射光。 
空氣分子的散射能力和光波波長的四次方呈反比，也就是說光譜中越偏紫的光被空氣分子散射得越厲害，從而使得空氣帶有紫色。這也是天空和海洋為什么是藍色的原因。遠處的山也是因為瑞利散射所以帶有藍紫色。從飛機上看地面，離地面高了以后看所有東西都像被蒙上一層藍色，同樣是這個原理。光譜中越偏紅色的光被散射越少，當陽光穿過空氣的時候散射到別處損失的藍色比損失的紅色更多，日出日落時由于角度原因陽光穿過非常厚的空氣層，散射剩下的只有紅色黃色比較多了，所以朝陽和夕陽比其他時候更紅。 
注意瑞利散射直接由空氣分子引發(fā)，并不需要空氣中的塵埃微粒參與。當空氣中有很多塵埃且塵埃微粒的尺度比光的波長大時，瑞利散射不再成立，此時占主導的是米氏散射(Mie scattering)，米氏散射強度和波長關系不大，各個波長都能被散射。這就是為什么云是白色，霧霾是白色，牛奶也是白色的原因?？諝忸w粒物少了，就是日照香爐生紫煙，顆粒物濃度變高，就變成了日照香爐生白霧了。

上圖來自維基百科，橫坐標是周長和波長的比值，縱坐標可以理解為散射強度（此圖實際考慮的模型是一個完美的金屬球在不同波長下的雷達散射截面）。紅色是標出兩條漸近線，斜的那條是粒子尺寸小時遵循的瑞利散射，頻率越高（波長越?。┥⑸湓綇?。橫著的紅線是當粒子尺寸大的時候米氏散射強度幾乎不隨頻率變化。