火星大气之谜真相（火星上的蓝色落日奇观）

牛顿的色散实验揭开了物质的颜色之谜。一束太阳光可被棱镜分为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光，说明太阳光是复色光，复色光中的各种色光折射率不相同，使各种色光因折射角不同而彼此分离，这种现象叫光的色散。当光照到物体上时，有的色光被物体反射，有的色光被物体吸收，如果物体是透明的，就有色光透过物体。我们看到不同物体包括大气层的颜色，就是因为物体对不同颜色光的反射、吸收和透过情况不同，太阳光在通过大气层时，还要考虑发生的散射情况。

什么叫散射？光束通过不均匀介质时，部分光线将偏离原来的传播方向向四周分散传播，从侧向就可以看到光的现象，叫做光的散射。

火星上沙尘有很多的铁氧化物，对太阳中的红光吸收作用强。

火星上大气层稀薄，以二氧化碳为主，沙尘悬浮其中，每年都有沙尘暴和尘卷风发生。火星上的尘卷风，像地球表面的龙卷风一样，是一个能够卷起地表尘埃的气流柱，它是火星昼夜温差导致气体在赤道上升，在极地下沉形成的火星地表大气环流。

火星尘卷风的主要成分是灰尘和沙子。火星沙尘暴一旦刮起来可持续三个多月，从地球上望去，一片暗红色，实际上就是火星沙尘暴或尘卷风，它是由火星大气、灰尘、沙子共同组成，规模往往比尘卷风要大得多。太阳活动对火星沙尘暴和尘卷风形成有推波助澜的作用，火星大气充满了悬浮尘埃微粒使火星大气对太阳光的散射很严重。

太阳光通过火星大气时，波长短的蓝色光容易被散射，波长较长的光不容易散射，所以火星的天空呈蓝色，这也是好奇号火星探测器拍到蓝色日落的原因。长波段的红色光散射方向集中，所以，白天太阳从正上方入射时火星大气呈红色，而日出日落短波段的蓝色光更易被散射，因此大气呈蓝色。

1871年，英国科学家瑞利证明，短波光的散射比长波光要强得多，阳光中的蓝紫色短波光被大气层微小尘埃和空气分子散射要比红色长波光强10倍以上。光的散射所遵循的规律：散射光和入射光频率相同时，散射光的强度与散射方向有关，并和频率的四次方成正比，高频率光散射比低频率光要强得多。

在地球上，我们也可以看到太阳光的散射现象。晴朗的天空之所以呈浅蓝色，就是因为大气散射太阳光中的蓝色光，太阳光中的高频成分更多地被散射掉。有时的沙尘暴天气，我们也可以看到太阳光偏蓝。

太阳光通过大气时遇到空气分子、尘粒、云滴等微粒时，都要发生散射。在地球上，地球表面和大气层都是弯曲的，接近地平线的太阳光线穿过大气层时，其距离远大于直射，因此，日落日出时，太阳光穿透的大气层增厚，黄、红色光不易被散射，太阳看起来深黄、殷红，黄昏时空气中尘埃比早晨多，落日的颜色与旭日不同。雨后天晴，天空呈青蓝色是因为绿、青蓝色光频率较高，容易被大气散射。如果空气中存在较多的尘埃或雾粒，一定范围内的高低频率光都被同样的散射，这时，天空呈灰白色。

由于频率较高的光易被散射掉，频率较低的红光不易被散射，因此，用红光作指示灯，可以让司机在大雾迷漫的天气里更容易看清指示灯，防止交通事故的发生。