瑞利对微粒散射做了精密的研究,他发现当微粒尺寸小于光波波长的时候,散射光的强度与入射光频率的4次方成正比,即与入射光波长4次方成反比.
这就是有名的瑞利散射定律,从瑞利的理论可知,波长短的光容易被散射掉,蓝紫光的波长比红光、黄光的波长要短,所以蓝紫光比红光、黄光容易被散射掉,而红光、黄光相对表现出较强的穿透能力,透射到海底去了.因此进入我们眼中的光主要是蓝光,我们看见的大海就呈现出蓝色.当我们潜入水下,从水下往上看时,就会觉得外面的景物颜色偏红,我曾经在黄海的青岛近海海域实验过的.
根据朗伯－比尔定律,吸光度与光路长度成正比.所以水越深,蓝光和紫光的散射越彻底,我们看到的就越蓝.另外,如果海水较浅的话,我们可能看到水下沙质海底的黄色,或者水面的波动搅起泥沙,使我们觉得海水发绿或者发黄的,水深时就没有这个问题,所以水更蓝.