云的颜色呈现黑白差异,主要取决于云层的厚度、水滴密度及光线散射特性。具体原因如下:
云层厚度影响光线穿透
薄云(白色) :当云层较薄时,水滴或冰晶不足以完全阻挡阳光,部分光线能够穿透并直接照射地面,此时云呈现白色。
厚云(黑色) :若云层密集且水滴高度较大,光线被大量散射和吸收,无法穿透云层,导致云看起来更暗或黑色。
水滴与冰晶的散射特性
云中的水滴和冰晶对太阳光产生瑞利散射,但瑞利散射对短波光(蓝光)更敏感,而人眼对蓝光不敏感,因此整体呈现白色。
当云层过厚时,光线被散射殆尽,云层变为黑色。
光线边缘的散射效应
云层边缘因光线被散射和折射,常呈现暗色或灰色,进一步强化了黑白对比。
总结 :云的白色源于薄云中光线部分穿透及瑞利散射的综合作用;黑色则由厚云中光线被大量散射和吸收导致。