まずは予備知識から。
光の色は波長によって決まっています。赤色の光は波長が一番長く、波長が一番短いのは紫色の光です。
太陽からやってくる白色光は、あらゆる色(波長)の光が合わさったものです。
白色光が地上に降り注ぐと、空気中の塵や埃、水滴などの微粒子によって散乱します。散乱は、波長が短い光ほどよく起こります。
それではまず、昼間の空が青い(青く見える)理由を説明します。
空が青く見えるのは、空で(波長の短い)青い光が最もよく散乱されるからです。
また、図で示したように、昼間は太陽光が通過してくる空気層は薄くなります。そのため、光の散乱は少ししか起こらず、ほとんどの光が空気層を通り抜けて地表へ到達します。だから、昼間の太陽は白色(全ての色が混ざった色)に見えるのです。
一方、夕方になると太陽光が通過する空気層が厚くなるため、波長の短い光はかなり散乱されてしまいます。
結果、地表へたどりつくのは散乱されにくい光、すなわち波長の長い赤い光が中心となります。これが、夕日が赤く見える理由です。
特に都会では夕日が真っ赤に見えます。これは、空気の汚れがひどく、波長の短い光の散乱が強く起こるためです。
日中に太陽光を直接見るのは危険ですが(日食のときでも危険だと、金環日食のときにアナウンスされていました)、夕日なら直視できます。多くの光が散乱されて、光量が減っているからです。
ちなみに、信号機で「赤は止まれ」は万国共通です。これも、赤い色は最も散乱されにくく、離れた位置から最も見やすいことが理由だそうです。
光は身近なところに溢れています。光が分かれば、さまざまな現象を深く理解することができます。機会を作って、記事を掲載していきたいと思います。
※上の説明を読んで、「青より紫の光の方が波長が短いのだから、空は紫色に見えてもよいのではないか」と思った人もいるかもしれません(そう気付いた人は、鋭い人です!)。
空が紫に見えない理由は、
・太陽光の中で紫の光より青の光の方が強度が強い
・人間の眼が、紫より青い色に対して感受性が強い(人間の眼は、赤・緑・青に対する感受性が強い)
・紫の光は空の上の方で散乱してしまい、地上に届く量が少ない
・空から紫の光がやってきても、眼に届く前に散乱してしまうことが多い
といったことが挙げられます。
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