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落日的幻觉
黄天祥
早晨日出，傍晚日落，这是我们习以为常的自然现象。你用心观察过这样的自然现象吗？喷薄而出的朝阳与缓缓坠落的夕阳是否勾起过你美妙的遐思呢？你又是否思考过其中蕴含的一些科学道理呢？自读本文，你会从中得到一些启发。

落日的幻觉

人们都喜爱观赏日出，无不赞叹太阳升起时的壮观景象。而对日落，却很少有人去流连观赏、吟咏描绘。原因何在?恐怕是一种感情的影响，“日薄西山，气息奄奄”。就连我们的古人不也留下“夕阳无限好，只是近黄昏”的诗句吗?
其实，日落的景象和日出同样壮观、绮丽，而且神秘、迷人。如果有机会观日落，它会使你神往：太阳静静地躺在西方地平线上，变得如此之大，颜色是那样深黄、殷红；它缓缓坠落，接近地平线时竟缩身变扁。若天空有云，你会看见灿烂的晚霞；全天无云，不要忘记回头，你会发现背后的天空中现出神秘的蓝灰色暗弧，暗弧外面还镶有明显的亮弧。而在暗弧和亮弧上升的同时，西方天空还会出现迷人的紫光，随着太阳的坠落，紫光下移，接近地平线时才消失。可惜这种美丽的紫光并不多见。
日落确实很美，色彩绚丽，变化多端。可是观赏者不会想到吧，这些奇异景象竟然大都是幻觉，夕阳本身没有任何变化。
天文学家早就发现，地球大气会使光线散射。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，所以，阳光中的短波光——紫色光被大气层中微小尘埃和空气分子散射要比长波光——红色光强10倍以上(这首先可以解释为什么天空总是蔚蓝色的)。由于日落日出的时候，阳光所穿透的大气层增厚，而黄、红色光穿透能力最大，所以此时太阳看起来深黄、殷红。一般地讲，黄昏时空气中的烟尘要比清晨多，因此，落日颜色又不同于旭日。
由于地球表面和大气层都是弯曲的，接近地平线的太阳的光线穿过大气层时，其距离远大于高层，所以进入底层的光线迅速衰减，再加上太阳沉入地平线后所造成的地球影子，就呈现出天空中蓝灰色的暗弧；而高层大气密度小，光散射弱，就产生了暗弧上的亮弧。这种奇妙的大气光学现象随着太阳的下落而升向天顶，随着黑暗的降临而消失。至于美丽的紫光，是因为人眼的叠合效应，使通过大气尘埃的红色光与高层大气中较纯空气的蓝色散射光叠合而产生的。
太阳变扁的幻觉，不只出现在日落，太阳跳出地平线时也是如此。这是由于光通过空气时，速度每秒减慢87千米，因而光线折射也随之发生变化，所以，当落日下缘接触地平线时，折射使落日的高度和宽度之比为26.5∶32，观赏者眼睛里的太阳自然就是扁的。
最令人迷惑的幻觉，是日落时的太阳看上去要比高挂天空时大两倍半到三倍半，就像一个巨大的玉盘远挂天边。但实际上，在大气层外天文学家用各种仪器，包括用照相机拍照，已经证明黄昏的太阳与中午的太阳大小是一样的。
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