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落日的幻覺

其實，日落的景象和日出同樣壯觀、綺麗，而且神秘、迷人。如果有機會觀日落，它會使你神往：太陽靜靜地躺在西方地平線上，變得如此之大，顏色是那樣深黃、殷紅；它緩緩墜落，接近地平線時竟縮身變扁。若天空有云，你會看見燦爛的晚霞；全天無云，不要忘記回頭，你會發現背后的天空中現出神秘的藍灰色暗弧，暗弧外面還鑲有明顯的亮弧。而在暗弧和亮弧上升的同時，西方天空還會出現迷人的紫光，隨著太陽的墜落，紫光下移，接近地平線時才消失。可惜這種美麗的紫光并不多見。

日落確實很美，色彩絢麗，變化多端。可是觀賞者不會想到吧，這些奇異景象竟然大都是幻覺，夕陽本身沒有任何變化。

天文學家早就發現，地球大氣會使光線散射。1871年，英國科學家瑞利證明，短波光的散射比長波光要強得多，所以，陽光中的短波光——紫色光被大氣層中微小塵埃和空氣分子散射要比長波光——紅色光強10倍以上(這首先可以解釋為什么天空總是蔚藍色的)。由于日落日出的時候，陽光所穿透的大氣層增厚，而黃、紅色光穿透能力最大，所以此時太陽看起來深黃、殷紅。一般地講，黃昏時空氣中的煙塵要比清晨多，因此，落日顏色又不同于旭日。

由于地球表面和大氣層都是彎曲的，接近地平線的太陽的光線穿過大氣層時，其距離遠大于高層，所以進入底層的光線迅速衰減，再加上太陽沉入地平線后所造成的地球影子，就呈現出天空中藍灰色的暗弧；而高層大氣密度小，光散射弱，就產生了暗弧上的亮弧。這種奇妙的大氣光學現象隨著太陽的下落而升向天頂，隨著黑暗的降臨而消失。至于美麗的紫光，是因為人眼的疊合效應，使通過大氣塵埃的紅色光與高層大氣中較純空氣的藍色散射光疊合而產生的。

太陽變扁的幻覺，不只出現在日落，太陽跳出地平線時也是如此。這是由于光通過空氣時，速度每秒減慢87千米，因而光線折射也隨之發生變化，所以，當落日下緣接觸地平線時，折射使落日的高度和寬度之比為26．5∶32，觀賞者眼睛里的太陽自然就是扁的。

最令人迷惑的幻覺，是日落時的太陽看上去要比高掛天空時大兩倍半到三倍半，就像一個巨大的玉盤遠掛天邊。但實際上，在大氣層外天文學家用各種儀器，包括用照相機拍照，已經證明黃昏的太陽與中午的太陽大小是一樣的。