最近这几年,大家伙儿都爱看天文奇观,前一阵子那个月全食,红彤彤的,就叫“鲜血之月”。好多人拍了照片,可我发现,大家光知道它红,但要问起来,到底为啥会变红?十个里头九个都说不上来。要么说是光线污染,要么说是太空里的灰尘,甚至还有人神神秘秘地说是什么天象预警。
一切都从那顿烧烤开始
这事儿得从我去年夏天那次折腾说起。那天晚上,月亮刚开始“变身”,我架着我的小望远镜在院子里看,隔壁老张头走过来,叼着烟,瞄了一眼,就撇嘴说:“嗨,这不就是光线折射吗?跟我家鱼缸里看东西一样,骗人的把戏。”
我当时就来气了。这老张头,文化不高,但嘴巴贼犟。我试着跟他解释,我说:“老张,这可不是折射那么简单,地球的大气层是个大号的滤镜,把蓝光都给筛出去了,剩下红光才能跑过去。”他一听“大气层”“滤镜”这些词儿,立马就不耐烦了,挥挥手说:“你那都是书本上的假把式,我看,就是月亮后面放了盏红灯!”
我跟他吵了快半小时,没吵明白。我这个人,不较真还一较真,非得把事情原原本本地搞清楚,还得能用最土的办法让老张这种人也能看明白。
我琢磨着,既然说不通,那我就得造个“小宇宙”出来给他看看。
动手打造我的“血月模拟器”
我立马拍板决定,我要用身边最常见的东西,把这个“鲜血之月”的形成过程,给彻底还原一遍。
我的第一步,就是找齐材料:
- 一个特亮的强光手电筒:这玩意儿就是咱们的“太阳”。
- 一个篮球:这个体积最大的,就是“地球”。
- 一个乒乓球:这个小的,就是咱们的“月亮”。
- 一个透明的储物箱(为了模拟地球大气层,我需要一个能装水的东西)。
我把这些东西全搬到了地下室,关了灯,拉上窗帘,制造了一个绝对黑暗的环境。这黑乎乎的地下室,可不就是宇宙吗?
我开始摆位。我把手电筒放在最东边,篮球放在中间,乒乓球放在篮球后面,三者必须在一条直线上,让篮球的影子完全盖住乒乓球。这时候,乒乓球是完全黑的,这就是普通的月食,啥光都没有。
关键一步:给地球穿上“红衣裳”
这时候,最难的部分来了:怎么模拟地球的大气层,把光线“过滤”一遍,只让红光跑过去?
如果我直接拿个普通水箱,光线穿过去,月亮还是黑的,或者就是白光。大气层的作用,是让短波的蓝光被空气粒子散射掉,长波的红光才能穿透过去。
我跑到厨房,找来了几滴牛奶。没错,就是牛奶。我把水箱装满水,然后滴了两三滴牛奶进去,摇匀。水立马就变得浑浊起来,但又不是完全不透光。这些悬浮的牛奶小颗粒,就是我模拟的地球大气中的微小分子和尘埃。
我重新布置了我的模型,把这个装了“牛奶水”的储物箱,紧紧地靠在“地球”篮球的前面,让手电筒的光,必须先穿过这层“牛奶大气”,才能照到“月亮”。
我一打开手电筒,精彩的就来了!
光线撞到“牛奶水”里,明显能看到,水箱周围有一圈泛着蓝白色的光晕(这模拟的就是蓝光被散射掉了),但穿过篮球影子中心的,那束微弱的光,落在后面的乒乓球上——它真的呈现出一种暗红色的光芒!
我告诉老张的土办法
我赶紧拍了个视频,第二天早上找到老张。我没跟他提什么“瑞利散射”或者“光波长”这些他听不懂的词。
我直接告诉他一个最土的解释:
“老张,你看,地球外面有一层厚厚的‘雾霾’(指大气层)。太阳光射过来,那些活泼乱跳的蓝光,一下子就被雾霾里的颗粒给拦住了,全都散射到太空里去了,所以咱们白天看天空是蓝的。”
“但红光不一样,红光性子沉稳,穿透力强,它就像一个跑马拉松的老将,虽然速度慢,但能沿着大气层的边缘,弯个大大的弧线,绕过地球,跑到了月亮身上。”
“月亮本来没光,全靠这束绕了个大弯、被地球‘筛选’剩下的红光照着,可不就成了血红色的月亮了吗?”
老张盯着我的视频看了半天,他看到了那个篮球影子后面,那个发着暗红色光的乒乓球。他最终把烟头掐了,嘀咕了一句:“没想到这光线还挺能拐弯儿。”
实践出真知。用一个最简单、最土的物理模型,我彻底解决了这个争论。所以说,很多看着玄乎的自然现象,拆解到原理可能比你想象的还要简单粗暴。
