从天文学家拍摄的照片里我们可以发现， 在宇宙中， 月亮是一个被太阳照亮的灰白色的球体， 它在漆黑的宇宙空间里发出光芒， 而太阳则近似白色 。 但当我们从地球上观察月亮时， 它的颜色则取决于它的位置 。 比如， 当它刚刚出现在地平线上时是亮橙色的， 逐渐地， 随着地球转动， 它在天空中渐渐升起， 橙色逐渐变淡， 成为黄色， 再变成黄白， 最终， 当它升到天空的正上方时， 就呈现出它真实的颜色——灰白色了 。
太阳也有类似的变化 。 正午时， 太阳往往是黄白色的， 但日出和日落时， 它却会变红， 或者橘红， 或者粉红， 这是怎么回事呢？
事实上， 在宇宙空间中观察到的太阳和月亮的颜色并没 有变来变去， 大气层是挡在我们眼前的一层面纱， 光在进入我们眼睛之前必须先穿过大气层， 光就是在这个过程中发生了变化 。 氮气、氧气和组成空气的其他气体， 加上尘埃、烟雾和污染物等飘在空中的微粒， 可以使进入人眼的光变红 。
这是为什么呢？太阳发出的光是白光， 而月亮不发光， 只是反射太阳光 。 因为白光是由多种颜色的光（光谱）组成的 。 光在宇宙空间中以300000千米/秒的速度传播， 进入大气层之后， 一部分光线能顺利地通过大气层而不与空气分子碰撞， 这部分光线到达地面时仍能保持原有的白色 。 但是大气层是由数不清的空气分子组成的， 因此光与空气分子之间的碰撞不可避免， 一旦光子在传播过程中与空气分子发生了碰撞， 就会产生散射 。 从白光中散射出去的光大部分是蓝色光， 当光线到达我们的眼睛时， 剩余成分大多是暖色系的光， 所以我们看到的太阳要比它真实的颜色黄一些 。 只有当太阳处于我们头顶正上方时， 颜色才最接近它的真实颜色 。 此时， 光线垂直于大气层， 而越往高空处空气越稀薄， 垂直通过的路线使光线受到的空气分子的阻拦最小， 所以到达我们的眼睛的时候变化也就最小 。
相比之下， 当太阳在地平线附近时， 颜色变化就明显得多 。 因为在这个角度上， 光线基本上是斜贴着地面向前传播的 。 地面附近的空气密度大， 光线在其中传播的时候会跟很多的气体分子发生碰撞， 再加上近地面气体中尘埃和气体污染物含量也比较高， 就会有更多的蓝色光在传播过程中被散射吸收， 这样， 当光线最终到达我们 的眼睛时， 只剩下红色和橙色的成分了 。 这就是日出日落时太阳呈现红色的原因 。
【太阳和月亮的颜色为什么会改变】月亮变色也是这个原因 。 傍晚时分， 地平线附近的月亮是浅黄色的；当夜幕降临月亮升起来之后， 它的颜色一点点变淡， 最后就成了白色了 。 现在我们知道， 月亮在高处时反射来的光线里含有更多种颜色成分， 这些颜色的光都进入我们的眼睛， 我们才看到了白色的月亮 。 空气里的污染物越多， 日出日落、月出月落的景观就越壮观， 这也是生活在像洛杉矶这样空气质量较差的城市里的意外收获 。
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