青空も夕焼け空もレイリー散乱が作っている
今回のお話は、空を彩る素敵な現象のお話です。
皆さんは抜けるような感じが気持ちいい青空の色も、見ていると少し切なくなるような夕焼け空の色も、実は同じ現象が由来していることをご存知でしょうか？
その現象の名前は
レイリー散乱
です。
レイリー散乱のことを、ものすごく大雑把に言ってしまうと、
太陽の光が大気中の微小な粒子や気体分子とぶつかって散らされる現象のことです。
太陽光はいろいろな色の光が混ざることで白く見えている
空の色の話をする前に、そもそも空の色の基となっている太陽光の話をします。
太陽は白く光っています。つまり、太陽光は白い色をしています。これは赤や青などのいろいろな色の光が、混ざり合っているからです。
太陽光にいろいろな色が混ざっていることのわかりやすい例としては、虹が挙げられます。
虹は七色に分かれていますが、それは空気中の水分が、太陽光を分解して色を分けているからです。
このことから、分解される前の太陽の白い光は、実はいろいろな色が混ざったものだ、ということがわかります。
虹は太陽光を空気中の水分が反射する現象のため、必ず太陽を背にして見ることになります
昼の空が青い理由
太陽光はいろいろな光が混ざっている、と先ほどお話ししました。
太陽の光は、宇宙から地球の大気に入ってきて、我々に届くわけですが、そこでレイリー散乱が起こります。
要は地球の大気によって、いろいろな光が混ざった太陽光が分解されていく（レイリー散乱が起こっている）わけです。
そして、青い光の方が赤や緑などの他の色の光よりも散らされやすく、空いっぱいに、散らされた青い光が拡がるため、昼の空が青く見えるというわけです。
まとめると、
レイリー散乱で太陽光が分解される → レイリー散乱で散らされやすいのは青い光である → 散らされた青い光が空に広がるため昼間の空は青く見える
ということです。
夕方の空が赤い理由
先ほどお話しした通り、夕方の空（夕焼け空）が赤く見える理由も、レイリー散乱によります。夕方になると太陽は地平線へと沈んでゆきます。
地平線近くまで沈んだ太陽から出る太陽光は、昼間よりも長い距離の大気を通ります。
長い距離を進む中、太陽光はレイリー散乱によって分解され、散らばってゆきます。
そうすると、青い光のような散らばりやすい光は、私達の目に入る前に散らばりきってしまいます。
レイリー散乱で散らばりづらい光は赤い光です。
そのため、私達の目には、レイリー散乱で散らされなかった赤い光が見える、というわけです。
まとめると
レイリー散乱で太陽光が分解される → レイリー散乱で散らされづらいのは赤い光である → 残った赤い光が目に入るため、夕焼け空は赤く見える
ということです。
まとめ
以上です！
青空が青いのは、レイリー散乱によって青い光が散らばっているおかげ、
夕焼け空が赤いのは、レイリー散乱によって赤以外の光が散らばったおかげ、
という、１つの現象で青空も夕焼け空も作り出してしまうのがレイリー現象の面白いところです。
その面白さを少しでもお伝えできていれば幸いです！
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