【雑談】空はなぜ青い？

空はなぜ青く見えるのか。

一度は疑問に思ったことはないですか？

本日はその原理を説明していきます。

空気は無色透明に見えるが、酸素分子と窒素分子という粒子で成り立っていて、空の上の空気、つまり大気中の空気の量は大量である。

そのため、太陽の光は、それらの粒子にぶつかって進路を曲げられ、いろいろな方向に「散乱」する。

ここで、太陽の光には「赤、橙、黄、緑、青、藍、紫」といったさまざまな色の光が混ざり合っている。

これらの色の光は、赤から紫へいくに従い、波長が短くなる。

つまり、赤い光が最も波長が長く、紫の光が最も波長が短い。

波長の短い光は大気中のさまざまな粒子にぶつかりやすいため、進路を曲げられ、散乱しやすい一方、波長の長い光はぶつかりにくく、粒子と粒子の間をすり抜けながら、まっすぐ届く。

つまり、太陽光のうち、波長の長い赤い光はまっすぐに進みやすいのに対し、波長の短い紫、藍、青といった青っぽい光は、進路を曲げられ、散乱しやすいのである。

だから、空の上では青い光があちこちに散らばっていて、太陽とは違う方向から目に入ってきた光というのは、青い光が多く、空は青く見えるというわけてある。

では、朝焼け、夕焼けはなぜ赤いのだろうか。

昼間の空は青いのに、日が昇る頃、日が暮れる頃の空は赤い。

これには「大気の厚さ」が大きく関わっている。

上空の大気の厚さは、およそ８キロメートルである。

この程度の距離であれば、波長の短い青い光が進路をあちこちに曲げられながら進んでも、失われない。

だから、太陽が頭上にいる昼間には、青い光が目に入ってくる。

ところが、日が昇る頃、日が暮れる頃というのは、太陽は横のほうにいる。

そうすると、太陽からの光が大気のなかを通る距離が数百キロにも長くなるため、散乱しやすい青い光は途中で失われてしまうのである。

そして、ほかの邪魔をすり抜けてまっすぐに進みやすい赤い光だけが届くので、太陽の光に照らされたまわりの雲はじんわりと赤く染まる。

ただし、昼間の青空と違って、赤い光はあまり散乱しないため、空一面が赤く染まるわけではない。

朝焼けも夕焼けも、空全体は暗い群青色をしていて、太陽の周りだけが赤いのは、赤い光というのは真っ直ぐに進んであちこちに散らばることがないからである。

こんな原理で空がどういう色に見えるかが決まっているんですね。