「空はなぜ青いのか」
多くの子供が一度は考えるであろうギモン。
しかし、それに明確に答えらえる大人は少ないのではないでしょうか。
今回は「空が青い理由」と「夕焼けが赤い理由」について、説明していきたいと思います。
結論から言うと
「大気中の空気の分子が、太陽の光のうち、青い光を強く散乱させるため」
というのが答えになります。
もう少し、順を追って説明していきましょう。
まず、太陽から地球に光が届きます。
この光は、紫・青・水色・緑・黄色・橙・赤の7色が混ざっており、白っぽい光です。
太陽の光が地球に届くと、大気中の空気の分子に当たります。
空気の分子は、7色の光のうち、青っぽい光を強く散乱する(吸収すると同時に四方八方に放出する)性質を持っています。
大気中の空気の分子によって青い光の散乱が繰り返されることで、空中に青い光が広がっていきます。
私たちが空を見ると、このように大気中で散乱された光を見ることになるため、空は青く見えるというわけです。
【少し詳しい説明】
①光というのは電磁波の一種で、電場と磁場の波なのですが、空気の分子のように光の波長より十分小さい分子によって、青っぽい光が強く散乱される現象を「レイリー散乱」と呼びます。
青っぽい光が強く散乱されるのは、空気中の分子の振動と青っぽい光の波長(短い波長)が共鳴しやすいため、とのことです。
②青っぽい光と書きましたが、最も強く散乱されるのは7色の中で最も波長の短い「紫」の光です。
しかし、人間の目は紫を識別しにくいため、空は紫色ではなく、青色に見えるのです。
それではさらに、「夕焼けが赤い理由」についても説明していきます。
これも、先ほどの「空が青い理由」の延長で説明がつきます。
太陽が沈んでくると、昼間と比べて光が自分のところに届くまでに通る大気の層が厚くなります。(光の通る距離が長くなる)
その結果、途中の大気で青い光はほとんど散乱されきって弱まってしまい、私たちのところに届くときは散乱されにくい赤っぽい光が多く残っている状態となります。
そのため、赤い光が強調されて見えるため、夕焼けは赤く見える、というわけです。
以上、空が青く見える理由&夕焼けが赤い理由について説明しました。
子供にこの質問をされた時、サラッと答えることができたらかっこいいのではないでしょうか。