【なぜ１】なぜ空は青いのか

■ なぜ空は青いのか

記念すべき第一回目は「なぜ空は青いのか」

誰もが一度は通ってきたはずのこの疑問！

ただ、いざ答えようと思うと・・・

あれ？なんで青いんだっけ？

ということで、調べました。

■ 太陽の光　その色と波長

そもそも太陽の光の色は何色なのか

光自体はなんとなーく白っぽく見えますが、　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　実は赤、橙、黄、緑、青、紫といった様々な色の光が混ざっています。

これが可視光（かしこう）というやつです。

つまり、人間の目で見える光のことですね。

光の色は波長の長さで決まります。

赤が約700 nm（ﾅﾉﾒｰﾄﾙ）、青が約450 nm（ﾅﾉﾒｰﾄﾙ）

ちなみに、太陽光の中には目に見えない光も混ざっています。

それが「赤外線」と「紫外線」とです。

赤外線は赤より波長が長い光、紫外線は青より波長が短い光になります。

波長の長い順に並べるとこんな感じ。

赤外線　→　赤　→　橙　→　黄　→　緑　→　青　→　紫　→　紫外線

つまり、人間の目は波長が長すぎたり短すぎる光は見えない（見えにくい）ということ。

■ 科学的に解明

「なぜ空が青く見えるのか」

誰だって疑問に思うけど、

その原理を世界で初めて科学的に立証した論文とされているのがこれ。

レイリーさんが1871年に「空からの光、その偏光と色について」という題目で出された論文

まさにって感じの題目ですね。

内容を簡単にまとめると、

「光が空気の中を進むときに空気の粒子にぶつかって散乱するんだけど　　　　　　　　　　　　　　波長が短い方がより散乱されやすいよ」

・・・ということらしいです。

もう少し詳しくいうと、

散乱の強さは、波長の4乗に反比例するそうです。
つまり、青（約450nm）は赤（約700nm）より　約6倍　散乱されやすい。

これをレイリー散乱（Rayleigh scattering）というそうです。

📖参考：Rayleigh, L. (1871). On the light from the sky, its polarization and colour. Philosophical Magazine

■ まとめ

これまでの内容から以下のことが言えます。

　●太陽光には色々な光が混ざっている

　●人間の目に見える光は光の波長の長さで決まっている

　●大気中では波長の短い光ほど強く散乱する

まとめると、

太陽光に含まれる可視光の中で最も大気中で散乱する色が青　　　　　　　　　　　　　　　

つまり、大気中の粒子で散乱した青い光が人の目に最も強く届くため空が青く見える

これが空が青く見える理由です。

■ 5歳の息子へ

肝心なのはココ！

どのようにして5歳の息子に伝えるか。

私はこのように伝えようと思います。

「太陽の光にはいろんな色の光たちが混ざってるんだ。みんなまっすぐに進もうとするんだけど、青い光は１番やんちゃでお空の上をあっちこっち飛び回るんだよ。だから、お空が青く見えるんだよ。」

なんか、青い光くんが可愛く思えてきました。

とりあえず、第一回目、なんとか無事に納得できる答えまでたどり着けました。

・・・ただ、調べているうちに気になることが・・・・・・

それらの”派生なぜ”はまた別のノートで。

to be continued…