为什么可以在纯净的空气中看到激光

我们知道，在纯净的空气中，如果普通光不直接进入人们的眼睛，人们就看不到光束，而激光可以看到它。原因是什么？有人说这是空气中的杂质造成的散射现象，也有人说这是空气中溶解物质的存在造成的丁达尔现象。那么到底是什么现象呢？

让我们从丁达尔现象开始。丁达尔现象发生在胶体中，但如果不是胶体，它就不存在。当然胶体包括液体胶体和气体胶体。但是上海经常可以看到五颜六色的激光束在天空中闪耀，而且天气也不一样，有时多云，但有时晴朗！显然，用丁达尔现象来解释它是没有意义的。

除了杂质散射。当普通光束穿过含有大量杂质的空气时，当然可以看到光束的传播路径，但是也可以使用激光，两者之间没有区别。然而，对于纯空气来说，情况就不同了:激光束是可见的，而普通光束是看不见的。因此，可以说这不仅仅是杂质的散射。

事实上，激光束和普通光束都可以在纯空气中散射。空气分子似乎对普通光束和激光束有散射作用。就像阳光进入地球大气层一样，我们在晴朗的天空中看到的不是黑暗，而是美丽的蓝天，这是太阳光线被地球大气层散射的结果。

那么，为什么在纯空气中可以看到激光束，但是为什么看不到普通光束呢？这是因为，为了让正常的眼睛看到光，进入人眼的光强度必须达到一定的值，这与听觉相同。当光的强度(通常称为亮度)小于这个值时，正常人看不见光。然而，普通光(例如太阳光)具有低强度和小横截面的光束，因此在纯空气散射之后，能够进入人眼的光子数量太少，并且相应的亮度通常低于正常人眼的可视值。因此，普通人的眼睛在普通光被纯空气散射后看不到光束。然而，由于激光能量集中、亮度高，大量光子被纯空气散射后进入人眼，因此进入人眼的光亮度大于可视值，正常人可以在空气中看到激光束。但是即使激光束，如果能量太小(比如在街上买的低于5mW的玩具激光灯)，被照射到空气中，人眼也看不见它。

此外，在含有杂质的空气中能看到普通光束的原因是空气中大量杂质的粒径大于空气分子的直径，它们的光散射能力远大于空气分子，因此在含有大量杂质的空气中同样强度的光的散射效果要大得多，使得更多的光子散射后进入人们的眼睛，从而使人们能够看到光束。