多くの好奇心旺盛な人と同じように、あなたも一度は “なぜ空は青いのか？”と疑問に思ったことがあるでしょう。
空が青いのはあまりにも明白なので、理由も同じように明白であると思うかもしれません。 しかし、そうではありません。
空が緑であることと同じくらい簡単なことではないでしょうか？ それとも黄色？
私たちが虹を見るとき、空には緑と黄色のほか、青、紫、オレンジ、黄色、赤、そしてその間のすべての色を見ることができます。
太陽から出ている白い光は、まさに虹のすべての色で構成されています。
太陽からの白い光は、虹のすべての色で構成されています。
でも、なぜ色が違うのでしょうか？ あなたが見ている光は、宇宙やあなたの周りを飛び交っているあらゆる種類の光エネルギーのほんの一部に過ぎません。 海を通るエネルギーのように、光のエネルギーも波のように伝わっています。 ある種の光が他の光と異なるのは、その波長、すなわち波長の範囲です。 可視光とは、私たちの目に見える波長の光のことです。 私たちが見ることのできる最も長い波長の光は、私たちには赤に見えます。 私たちが見ることのできる最も長い波長の光は赤に見え、最も短い波長の光は青や紫に見えます。
この写真の波長は縮尺がありません。 赤い光の波は約750ナノメートルで、青や紫の波は約400ナノメートルです。 ナノメートルは1メートルの10億分の1。 人間の髪の毛の太さは約5万ナノメートルです。 このように、可視光の波長はとてもとても小さいのです。
光についてのもう一つの重要なことは、光は、何かが邪魔をしない限り、まっすぐに進むということです
- （鏡のように）反射する
- （プリズムのように）曲がる
- または（大気中のガスの分子のように）散乱する
太陽からの白色光が地球の大気に入ると、赤、黄、そしてその多くは、大気中に含まれています。
太陽からの白い光が地球の大気に入ると、赤、黄、緑の波長の光の多くは（混ざっていてもほぼ白に近い）大気中をそのまま通過して私たちの目に届きます。 しかし、青や紫の波は、ちょうど大気中のガスの分子にぶつかって跳ね返る大きさになっている。 これにより、青と紫の波は他の光と分離し、あらゆる方向に散乱して目に見えるようになります。 それ以外の波長はグループとしてまとまっているため、白さが保たれるのです。
では、「青以外」の波長はどうなるのでしょうか。 それらは大気によって散乱されずに混ざり合ったままなので、やはり白く見えるのです。 散乱した紫と青の光が空を支配しているので、青く見えるのです。 紫色の光はどうなるのですか？ 紫色の光の一部は、上層大気によって吸収されます。
地平線に近いところでは、空は薄い青や白になります。 地平線から届く太陽光は、頭上から届く太陽光よりもさらに多くの空気を通過しています。
夕日が赤いのはなぜ？
Credit: USGS
太陽が空の下に近づくにつれ、その光はより多くの大気を通過して私たちに届きます。 青や紫の光はさらに多く散乱され、赤や黄色の光は、青の光と競合することなく、まっすぐに目に届きます。
また、大気中の塵や汚染物質、水蒸気などの粒子が大きいと、赤や黄色の光がより多く反射・散乱され、西の空全体が赤く輝くこともあります。
