為什麼天空是藍的、夕陽是紅的?用泡泡和寶特瓶揭開大自然的祕密!
我是科學教育訓練師:桑子研!每天都是一場實驗。
「為什麼天空看起來是藍色的?」 「那,為什麼夕陽又是紅色的呢?」
身為理化老師(或是爸爸媽媽們),這大概是一定會被孩子問到的經典問題吧!遇到這種時候,雖然可以用言語和圖解來解釋「光的散射」原理,但最快、最直接的方式,還是直接演示給他們看。更重要的是,對學生(或孩子)來說,比起生硬的道理,能讓他們發出「哇!」的驚嘆,這種感動的體驗才會深深烙印在記憶中。
之前,我在「科學點子簿」介紹過一個利用雨傘套來做散射實驗的方法:
不過,那個方法雖然很容易看到「夕陽的紅」,但要同時呈現「白天的藍天」就比較困難了。因為眼睛很容易被「紅光」吸引,反而沒辦法清楚看到「藍光」。我一直在想:「到底有什麼辦法,可以同時呈現出那感動人心的藍與紅的強烈對比呢?」抱著這個念頭,我在理化實驗室裡試了又試,東弄西弄,
結果竟然意外地發現一個可以瞬間完美呈現兩者的超讚方法!只要準備一個寶特瓶和**「某個東西」**,就能做出驚人又美麗的「天空」!現在就來跟各位分享囉!
🧪 科學實驗食譜(Scientific Recipe)
準備材料:
1.5 公升寶特瓶一個
幕斯(泡沫)洗手乳(例如:日本獅王 Kirei Kirei 乾洗手系列)
夠大的 LED 手電筒一個(要能讓寶特瓶底部穩穩地放上去的尺寸)

我試過蠟、肥皂等很多東西,但發現泡沫洗手乳產生的微小顆粒大小,似乎是最符合光線散射的完美搭檔,個人覺得效果最好!
步驟:
在寶特瓶裡裝滿水,加入按壓 1 到 2 次的 Kirei Kirei 原液,然後充分搖晃。水溶液看起來微微白濁的程度最剛好。切記不要加太多!
把寶特瓶放在 LED 手電筒上。
關掉室內所有燈光,打開 LED 燈。
試著把寶特瓶橫著放。
實驗結果:
首先,我們把寶特瓶「立著」放。靠近光源的底部,水溶液看起來會發出朦朧的青白色光芒。

而離光源越遠的「上方」,則會變成…

黃色,然後慢慢變成紅色。

從正上方看會更清楚。這就是**「夕陽」的顏色**!

雖然這樣可以看到從藍到紅的變化,但關鍵的「藍天」還是有點模糊,對比不夠明顯,對吧?所以,我們嘗試了把寶特瓶橫著放。結果…!竟然能看到這麼漂亮的景象!

再靠近一點看…

太驚人了!從側面看過去的「藍」,是不是就像真實的藍天一樣清晰?而光源的另一端,則完全被「紅」色染透了!
💡 為什麼寶特瓶能重現「天空」?
這個實驗,就是把地球上宏大的天空現象,縮小到一個寶特瓶裡再現!主角就是 LED 的「光」和肥皂的「微粒」。
- Kirei Kirei 的任務 溶解在水中的肥皂微粒,就扮演了地球「大氣層(空氣層)」中灰塵和分子的角色。
- 「藍天」的真面目(散射光) 當太陽光(LED 光)撞擊到地球大氣層時,光線會往四面八方散射出去。這就是「散射」。這時候,波長較短的「藍光」,比波長較長的「紅光」更容易被散射(瑞利散射, Rayleigh scattering)。我們從寶特瓶「側面」看到藍色,就是因為散射出來的藍光進入了我們的眼睛。這就是白天天空是藍色的原因。
- 「夕陽」的真面目(穿透光) 那,為什麼夕陽是紅色的呢?傍晚時,太陽接近地平線。這時,太陽光必須穿過比白天「長得多」的大氣層(空氣層)才能到達我們這裡。在這漫長的旅途中,容易散射的「藍光」早就散得到處都是,很難再進入我們的眼睛了。結果,**不容易散射、穿透力強的「紅光」**才能突破大氣層,到達我們眼中。在實驗中,光源(LED)的正上方,或是寶特瓶橫放時的另一端看起來是紅色,就是因為我們看到了穿過水溶液這個「大氣層」長距離的「紅色穿透光」!
把寶特瓶「立起來」,可以清楚看到從下(白天)到上(傍晚)的顏色變化;而「橫著放」,則能戲劇性地呈現出「白天的藍天(側面)」和「夕陽的紅(穿透光)」的強烈對比。沒想到,用寶特瓶這種硬材質來演示,竟然能產生如此美麗的對比,真是個開心的意外收穫!這樣一來,即使每個學生小組都準備一份,因為只需要 LED 手電筒,成本也只需要幾千塊台幣。
這是個在家也能輕鬆嘗試的「掌心上的地球」實驗。大家一定要試試看喔!
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