摘要：最近没少被“血月”刷屏吧，可没有光的月亮，究竟怎么变红的呢？其中折射、散射的说法是不是让人听得云里雾里？没关系，其实要彻底弄懂这个原理，只要两个简单的知识点。

最近没少被“血月”刷屏吧，可没有光的月亮，究竟怎么变红的呢？其中折射、散射的说法是不是让人听得云里雾里？没关系，其实要彻底弄懂这个原理，只要两个简单的知识点。

现在开始我们今天的主题：月全食为何会产生“血月”。

在讲“血月”之前我们先不讲月亮和月食，而是先讲太阳和太阳光，因为相比于稀奇的“血月”，我们更常见到的反而是“血日”，甚至每天都要见到两次！其实就是早晨的旭日和傍晚的夕阳，而且它们不光自己是一轮血色，更是将天边的云彩映照成血红的朝霞和晚霞。

甚至毛主席早在它的诗词中就写过“残阳如血”的壮丽图景。只是我们平常觉得太司空见惯，反而不觉得离奇了。

可是如果细想一下，太阳为何就只在东升西落的时候出现这样的血色场景，而其他时候的太阳，为何看上去就只是刺眼的白光呢？

这时候就要引入我们第一个知识点，太阳光原本就是白色的，只是太阳光的这个白色不是单一形成的，而是由红橙黄绿青靛紫等多种色彩的光共同组成，最终汇聚成一道白色的光。

我们如果想将它分解，就只需要一个三棱镜便可以实现。甚至雨后空气中无数微小的小水滴都可以，这就是我们常见的彩虹。

在这些组成太阳光的多种颜色光中，红光是波长最长的，因此它也排在了第一位，而排在最后的便是蓝光和紫光。

由于紫光的波长已经接近400纳米左右，比它波长更小的光就是紫外线等不可见光，加上肉眼对紫光的辨别力其实并没有那么强。

因而在太阳光色散出来的“七色光”中，我们最容易辨别的就是一头一尾反差强烈的红光和蓝光。那说了这么多，和“血月”或者“血日”又有什么关系呢？

其实朝阳或者夕阳的血红色，就是来自太阳光中的红光，而天空的蓝色便是来自剩余蓝光的散射。

是不是顿时感觉更懵了，没关系，只要再了解第二个知识点，所有疑问就立刻清晰了。结论其实很简单，就是波长越长的光越容易穿透大气层直射到地球，而波长越短的光越容易被散射，这就是瑞利散射原理。

根据公式，瑞利散射的强度与波长的四次方成反比，换句话说就是波长抖动的幅度越紧凑，波长越短，被反射的概率就越大。

而之所以会这样，就是因为光在穿过大气层时看似没有任何阻挡，实际上已经受到了空气分子或者尘埃粒子的影响，因此瑞利散射又称“分子散射”。

实际上我们可以将红光、蓝光等不同波长的太阳光，想象成一条条贪吃蛇，而大气中的各种粒子就是一颗颗排列整齐的障碍点。

当红光“贪吃蛇”一扭一扭的通过时，在它形成的有规律弯曲中，两个峰顶之间的距离就是波长。

那么波长更长振幅就更低，光线波动弯曲的峰顶和峰谷之间，过度便也更流畅柔和，这样就能更轻易绕过阻碍的粒子。

但蓝光波长短，就意味着振幅更大更紧凑，波动也更剧烈。而以这样的方式穿透大气层时，就必然会增强与粒子之间的碰撞，碰撞的结果就是各个方向四散而去，并最终不断散射开来。

天空也就被这样的蓝色光给映照成蓝色了，而更多的红橙色光便直射地球形成了太阳的颜色。只是在绝大多情况下，太阳的持续直射让波长较短的蓝紫色光也能不同程度穿透大气层，因此最终汇聚的太阳光还是白光。

但特殊的是早晚日出、日落时，太阳光与地面的夹角非常小，几乎就是以非常倾斜的角度穿过厚厚的大气层时，便会让绝大多数的蓝色短波光都被散射走了，最终只剩下红色和橙色的长波光能够到达我们的眼睛。

那为什么一定是这种小角度的切入大气层，才会让波长不同的光束出现巨大的反差呢？这就又要回到第一个知识点，当光束射入三棱镜时，除了会分解出多种颜色的光，也会发生折射。

而且由于折射角小于入射角，所有在三棱镜中的光线，还都会向底边的方向发生偏折。

这和后面要说的“血月”便有很大关系，也是“血月”一定只出现在月全食情景下的原因。当我们把视角拉到地球和太阳之外的宇宙中，从侧面观察太阳光照射地球就会发现，地球外围包裹着的厚厚大气层，如果只截取太阳光从顶端穿过和贴着地面切入的部分，其实就是一个稍微椭圆一点的棱镜。

根据地球的不同方位，同样是下大上小，或下小上大，那么带着所有颜色光的太阳光线在穿过时，也会发生折射现象，并将光线朝着更大的底边方向偏折。

这时整个地球上下左右四个方向折射的光线，都会汇聚到地球背后的阴影处。而月全食的形成，恰恰就是月球完全运行到地球的背阳面，并且形成太阳、地球以及月亮，三者在一条线的场景。按理说此时月亮应该完全被挡住了太阳光，处于一片漆黑之中才对。

虽然实际上是地球用实体的方式把月球挡了个严严实实，地球外围的大气层却如同一圈半透明的棱镜，将折射的光汇聚在月球表面。

但汇聚的并非全部的太阳光，而是散射了蓝光等波长较短的光，穿透的则是红光等波长较长的光。

而之所以会这样，则是大气在负责折射的同时，也因为内部的分子阻碍产生了瑞利散射现象。

如果这时候能够站在月球上看地球，就会发现除了完全遮挡住太阳的一个黑影外，还有一圈耀眼的红色光环，那些红光就是形成“血月”的主要光源。

那么为何一定非要是月全食场景下才能见到“血月”，而不是像每天日出日落都几乎能见到血色一样的太阳呢？

这主要还是因为太阳和月亮本质的不同，太阳是恒星自己发光，只要每天日出日落时出现固定的太阳光线夹角，再结合瑞利散射原理就能形成。

但是月亮可不发光，只能依靠反射太阳光或其他光来变亮。只要不是地球、月亮、太阳三者处于精准对齐的月全食场景下，月亮就能够接受到太阳光并实现反射，从而掩盖大气折射的微弱红光。

反之只有当它完全被地球挡住，接受不到太阳光直射时，地球大气折射的红色光才会被凸显，形成难得一见的“血月”。

但是月球绕地球运行的轨道白道面。与地球绕太阳运行的轨道黄道面，实际是存在约5°的夹角。这种倾斜就会导致太阳、地球和月球，三者难以做到每个月都有机会完全对齐在同一个平面上，形成直线排列的月全食概率也就很低。

不过月全食时产生的“血月”，究竟是发红色、橙色，还是更深的古铜色。则是与当时地球大气中云层、尘埃甚至污染物的含量相关，总的来说如果云量越大，尘埃越多，月亮就越红。

另外很有意思的是，月全食期间，月球的边缘可能还会呈现出蓝色或蓝绿色的狭窄光带，俗称为青边。

这其实还和以上原理类似，只是光线穿过了地球大气层顶部的臭氧层时，阳光便呈现出淡蓝色，当这些光线再投射到月球表面时，就又形成了肉眼很难察觉的青边，不过这通常需要借助专业天文设备观察才能发现，也属于欣赏月全食的另一个看点了。

来源：太空记一点号