
我们都很熟悉《两小儿辩日》这篇古文。其中一个孩子认为太阳早晨时离我们更近,因为那时的太阳看起来更大,而中午时则感觉太阳离我们较远。另一个孩子则持相反观点,认为太阳中午时更近,理由是中午的太阳更加。这个问题让我们困惑已久,即使在学习的过程中也难以得到明确的解答。但实际上,这个问题的背后隐藏着科学的原理。
实际上,在一天中的任何时候,太阳距离地球上同一地点的距离差别并不明显。这个距离大致是一亿四千九百多万公里,即使有所变化,也并不会对太阳光的热力和视角大小产生显著影响。那么为什么我们会感觉到早晚的太阳没有中午的热呢?
在晴朗的夜晚,地面和大气层向宇宙空间辐射热量,导致地表温度和气温下降。当早晨的太阳升起时,由于气温较低,我们并不会觉得特别热。太阳光在穿越大气层时,会经过数千公里的大气层厚度,大气层会吸收大部分太阳光的热量。早晚太阳光的路径相对较长,因此被大气层吸收的热能更多,我们感受到的太阳光热力就相对较弱。这就是为什么我们感觉早晚的太阳比较凉,而中午的太阳则如探汤般的。这是最主要的原因。
接着我们来探讨为什么早晚的太阳看起来比中午的大。这同样与大气层中的气溶胶有关。大气层中的水汽和尘埃形成的透明气溶胶会吸收太阳光中的短波成分,而对红光等较长波长的光线吸收率较低。当太阳高度角较低(即早晚时),太阳光需要经过更长路径的大气层,更多的短波成分被吸收,而红光等较长波长的光线相对保留得更多,因此太阳光呈现出红色。这就是为什么早晚的太阳看起来红一些的原因。
中午太阳当顶时,由于太阳光经过的大气层路径较短,中间强烈的短波光线削减得较少,因此我们无法直视太阳,瞳孔收缩,看不到外围的红色部分。而早晚的太阳光因为路径较长,中间强烈的短波光线被大大削弱,而外围的红色光线却削减得较少,因此我们能够直视太阳并看到其外围的红色部分,感觉上早晚的太阳比中午的大。
通过对大气层、光线传播以及人眼视觉的理解,我们可以解释为什么早晚的太阳不如中午炽烈,以及为什么看起来比中午大。这些知识都是我们在日常生活中通过观察、学习和思考得到的乐趣和进步。
