藍天夕陽
白天時的天空為何是藍色？晚霞又為何是橘紅色的呢？
目的
觀察不同角度時光的顏色，瞭解光的特性。
實驗
實驗裝置：熱光源、導光器、實驗水槽裝約八分滿的水、市售奶精。
將光源導入實驗水槽，在不同角度觀察水槽內光的顏色變化。
×實驗演示
原理思考
1.從哪些角度看，燈光會是紅色？哪些角度是藍色？為什麼？
2.光為什麼會散射？
3.晴空高照時為何天空是藍色？夕陽為何是紅色？
4.為什麼我們要在水中加入奶精？
5.加入的奶精比例若增加，會有何影響？
×原理探究
1.從光源行進方向的側面看，光是藍色的；從光源行進方向的正面看，光是紅色的。依據雷利散射(Rayleigh Scattering)
告訴我們波長越短的光，越容易形成散射（與波長四次方成反比）。因藍光的波長較短，較容易散射，所以從側面看是藍色的；紅光波長較長，較不容易散射，所以在燈光行進方向上比較容易看到紅光。
2.光散射是由空氣中的微粒大小及折射率交互影響產生的現象，這些粒子會阻礙光的前進，又因其粗糙的表面使光反射至各個角度，使我們看到不同的色彩。由雷例散射方程式知道，短波長的光線又較長波長的光線容易被散射，因此當陽光進入空氣介質時，紅光較容易保持原本的行進方向，而藍光就會散射到側面角度。
3.因短波長的光線又較長波長的光線容易被散射，所以當晴空高照陽光進入空氣時，藍光因較易散射，所以天空看起來就是藍色的；相對的紅光因較容易保持原本的行進方向，所以黃昏時太陽已快沒入地平線，藍光散射至我們看不見的另一端，紅光保持原行進方向，所以夕陽看起來是紅色的。
4.實驗中，我們把空氣當成真空介質，而水則是空氣介質，模擬日光進入不同介質的情況。奶精是為了要模仿空氣分子，使成為光線行進的阻礙物，進而產生散射。
5.若將入較多的奶精，則宛如空氣中有過多的懸浮粒子，使天空呈現灰白色；這就是為何在工業區，我們看到的天空會是灰灰白白的原因。
討論
1.白天時整個天空會是一樣的藍嗎？為什麼？
2.若是波長越短越容易散射？為何天空不是紫色的？
3.空氣中的懸浮粒子大小會不會影響天空的顏色？
關於實驗
1.奶精加入僅需微量(10公升的水加入約1/4球即可，視廠牌而定)。
2.可用奶粉沖泡的牛奶，稀釋比例同奶精。
參考資料
1.Randall D. Knight "Physics for Scientists and engineers with Modern Physics ", International Edition., Addison Wesley, 2003, U.S.A., p.728-731.
2.師大物理討論區，黃福坤，｢天空為什麼是藍色的，為何又是紅紅的夕陽｣http://www.phy.ntnu.edu.tw/demolab/html.php?html=optics/sky
3.http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/atmos/blusky.html#c1
製作
張宇靖
指導老師
朱慶琪、張宇靖
撰稿
蔡昌翰、杜宗勳
