空や海はどうして青いのでしょうか?

宇宙空間は真っ暗。ロケットに乗って宇宙に飛び出したときには、太陽と反対方向を見れば黒い世界が広がっています。それなのに、どうして地上から宇宙を見上げると青い空が見えるのでしょうか? 太陽の光が青いからなのでしょうか? 白い紙に光が当たると青に変わるというようなことはないので、太陽光は白色でしょう。それではいったい、どうして空は青く見えるのでしょうか?

太陽の光は7色に分光できます

プリズムという三角形のガラスを使うと、太陽の光が7色に分けられることをご存じの方は多いでしょう。太陽光は赤から紫までの波長の異なる7つの色が重なっていますが、それを分解すると7つの色に分けられるのです。キレイな虹の色をよく観察すると、赤から紫までの7つの色に分かれていることがわかりますが、虹は太陽光が分光されてできたものです。太陽の光はいろんな色が混ざり合ってできているため、それぞれを切り分ければ、はっきりと区別して色を見分けることができます。

プリズムで7色に分解したときに赤以外の色をさえぎれば赤く光りますし、青以外をさえぎれば青色に見えます。実は空が青く見えるのはこの原理によるものです。太陽から届いた光は白色です。それが地球の大気に触れると、空気の分子にぶつかります。分子には太陽光のうち、青色の光だけを反射してあちこちに飛ばしてしまう性質があります。

空の中では、太陽から届いた光の内、青い光だけが空気の分子に弾き飛ばされ、あっちにぶつかり、こっちにぶつかりを繰り返しているのです。その結果、遠くから見ると、空が青く見えるのです。

夕日が赤く見えるのも似た原理です

太陽の光は分子にぶつかると飛散しますが、赤い色だけはあまり散乱することがありません。青に近い色ほど散乱しやすく、赤に近いほどそのまままっすぐ届きやすいという性質を持っています。そのため、太陽が地平線近くになると、青い光はほとんど空中で散乱されてしまい、赤い光だけが人間の目に届くようになります。そのため、夕日や朝日は赤く見えるのです。

こうした性質は太陽だけに限ったことではありません。月や星も地平線近くになると色が変わります。小さな星では分かりにくいですが、月はよくわかります。地平線近くに沈みかけている月をよく見てみれば、やや赤くなって見られるはずです。

海が青いのは水の中ではよく進むから

空気中では散乱されやすい青い光ですが、水の中では吸収されにくいという性質を持っています。7色の内青以外の色は、水の中で吸収され消えてしまいますが、青い光はまっすぐ進みいろんな方向に散らばるのです。その為に、海の色は青く見えるというわけです。

空の色が青く見えるのも、海が青く見えるのも、太陽光の内、青の光だけが散乱したり吸収されずに残ったりしているからです。夕日が赤いのは、赤い光だけが大気に分散されずに目に届いているからです。自然界の色は、太陽光と密接な関係があるのです。

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