空はどうして青いのか?夕焼けはどうして赤いのか?

長かった冬も終わり、青空が広がる季節になってきました。

雲に覆われていない空って、気持ちがいいですよね。

ところで、空はどうして青いのか、知っていますか?

今回は、空が青く見える理由と、夕焼けが赤く見える理由を解説していきます。

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太陽からの光には、様々な色が含まれている

太陽光をプリズムに通すと、色が分かれて帯のようになります。

プリズムによる分光
プリズムによる分光

これは、プリズムに色があるのではなく、 太陽光に様々な色が混ざっているためです。

プリズムはただのガラスでできた三角柱ですが、このように色が分かれるのは、光はその色によって屈折率が異なるためです。

色によって曲げられ具合が変わるため、色の帯が出来上がります。

光の色は波長で表される

光は波の性質を持っており、色は波長で表されます。

波長は波の山から山までの長さです。

波長
波長

ヒトが見ることのできる光(可視光)の波長の範囲は、一般的に約400 nmから約800 nmの間といわれています。

青い光は、空気で散乱されやすい

青い光は波長が短く、赤い光と比べて空気中に含まれる気体の分子によって散乱されやすいです。

この散乱はレイリー散乱と呼ばれます。

日中は散乱された青い光を見ることになり、空は青く見えます。

波長が短いほどレイリー散乱は起きやすいため、実際は青より波長の短い紫が最も多く散乱されています。

しかし、ヒトの目の構造上、青く見えるらしいです。(参考サイト

宇宙から見た地球が青く見えるのも同じ原理です。

空の色
日中と夕方に届く光の色

夕方になると、青い光が届かなくなる

夕方になると、太陽光が空気中を進む距離が長くなります。

すると、青い光は途中でほとんど散乱されつくしてしまい、残った赤い光が届きます。

これが、夕焼けが赤く見える原理です。

緑色に見えることもあるらしい

光は波長が短い順に紫→青→緑→黄→赤となっているため、空の色も青から赤に変わる途中に緑色の時間帯があるはずだと考えるのは当然のことでしょう。

実際、夕暮れ時の条件がそろったときには、グリーンフラッシュと呼ばれる現象が起こるそうです。

まとめ

空が青く見えるのはレイリー散乱で青い光が散乱されやすいから、夕焼けが赤く見えるのは残った赤い光が届くからでした。

個人的には紫や緑に見えることが少ない理由があまり納得できていないので、詳しい人がいたら教えてもらいたいです。

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