红灯停绿灯行(为什么红灯停绿灯行)

1 从交通红绿灯谈起

在日常生活中，我们经常看到交通红绿灯，它美丽而又醒目，装点着我们的城市，同学们也大都知道“红灯停，绿灯行”的交通规则。然而，当我们提出为什么要用红绿灯作交通指示灯？而又为什么偏偏规定为红灯停绿灯行呢？可否反过来规定为红灯行而绿灯停呢？想必单靠生活经验就很难说得清楚了，因为这里蕴藏着一定的科学道理。

为了说明其中的道理，不妨让我们先来做这样一个实验，如图1所示，用一强平行光束（可用幻灯光源）照射一玻璃立方形容器，容器内注入洁净的水（蒸馏水最好，或煮沸后冷却的水）。开始时从侧面是观察不到光束的，滴入二三滴牛奶，将水搅拌均匀，水已微显浑浊，这时从侧面观察，可明显看到有光束通过。再滴一二滴牛奶后，可以看出向侧

面散射的光微微的带有蓝色，而观察透射光（对着光源观察）却有由黄变红的过程，直至完全看不清光源。

在理想情况下，光束在极为均匀的介质（如真空、蒸馏水）中传播时，只能在传播方向感到有光，从侧面是观察不到光束的，但是，当光通过密度或折射率等不是均匀分布的介质时，除在光的传播方向外，在其他方向也可见到光，这种现象称为光的散射。

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，绿光的波长比红光的波长要短，所以绿光比红光容易被散射掉，而红光相对表现出较强的穿透能力。

至此，我们便可以解释交通红绿灯为什么偏偏规定为“红灯停，绿灯行”了。我们知道，设有交通指示灯的地方往往是交通情况复杂，行人密集之处，这里也常常是交通事故多发区。特别是再遇上不好的天气，比如在北方的冬季或沿海一带经常会遇到雾气很大的天气，在这种情况下，由于红光散射相对较差，穿透能力较强，可使驾驶人员首先看到红灯，从而提醒驾驶员尽早减速以保证行车安全，红绿灯故然可以美化城市，然而交通安全更为重要，这就是其中的道理。

瑞利散射理论，可以很好地解释大气所产生的蓝天、红日的自然现象。但是，这里必须说明的是，粒子的线度约小于1/10波长时，散射光强遵守瑞利散射定律。粒子越大，散射光强度与波长的依赖关系越不明显，即对各种波长的光，几乎以同样的比例散射，我们看到的，天上的白云以及吸烟人口中喷出的白烟，都是大粒子散射的例子，故在白光照射下，它们都是白色的。