空の色彩科学

晴天の青空や真っ赤な夕焼け空。当たり前の景色だけど、なぜ空には色があるのでしょう?

<青空の色彩科学>

空が青く見えるのは、太陽の光が空気を通りぬけるときに、ちりや微小な水滴によって散乱の影響を受けているからです。

散乱とは、光が大気中のちりや水滴などの細かい粒子に当たってあらゆる方向に散らばってしまうことです。

そしてここがポイント!短波長(青い光)の方が散乱されやすく、長波長(赤い光)は散乱されにくいという性質があり、青い光よりも赤い光の方が遠くまで進んでいくことができます。

つまり、空いっぱいに青い光が散らばって空が青く見えていたのです。

「太陽の光って白だから青い光なんて存在しないんじゃない?」という意見もあるかもしれませんが、スペクトルを思い出してください!太陽光には赤→橙→黄→緑→青→藍→青紫の順でさまざまな色が入っていましたよね。なのでいろいろな色に分けることもできます。

<夕焼け空の色彩科学>

夕焼け空の場合のポイントは先ほどの散乱の特徴と太陽の位置です!

夕方になると太陽は傾き、太陽光は空を斜めに横切ることになるので、昼間よりも長い距離を進まなければなりません。(上図を参考にすると矢印の長さ、要するに距離が昼の時と比べて長いことがわかります。)すると、先ほど説明した散乱の特徴の通り、短波長の青い光は早い段階で散乱し、私たちの眼にまで届きません。代わりに散乱の影響を受けにくい長波長の赤い光は空気の中を進み、私たちの見える距離で散乱します。この仕組みによって空が赤く見えるのです。

空の色の仕組みについて学びましたが、どうでしたか?これまでで学んだ長波長や短波長、スペクトルなどの単語が出てきました。しっかりと色について勉強していたからこそ少し難しいかな?と思われる内容も理解することができました。色彩と科学は全く分野が違うようで密接に関わっています。

当たり前すぎて考えたこともなかったことを解明するって面白いですね。それに誰かに教えてあげたくなりませんか?

このような豆知識から色彩にもっと興味をもってもらえると嬉しいです。


 

火星の夕日は青!?

NASAの火星無人探査車「キュリオシティー」が5月に1枚の写真を公開しました。

それは青い夕焼けでした。火星では地球と違って、昼間は赤い空、夕方は青い空であることがわかりました。

どうしてこのようなことが起こるのでしょうか?

それは地球との大気の違いにありました。火星の大気は地球と比べてとても薄く、その大気のちりの1%を構成している粒子(酸化鉄や磁鉄鉱)のサイズが大きく、酸素や窒素の分子が小さいという特徴があります。すると大気の中で短波長の青い光は散乱するための小さな粒が少なく、散乱しにくくなり、遠くまで進みます。逆に長波長の赤い光は大気中のちりの大きさによって散乱されやすくなります。

つまり、地球における散乱の特徴が火星では真逆になるということです。

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