空の色。光の散乱

質問

ご覧いただきありがとうございます。
昼間の空の色が青いのは光の散乱が起き、波長が短い色が届きやすいためである。また、夕焼けが赤い色なのは短波長の光の散乱が早く起き、後に起こる長波長の色の散乱が起きるため。と知りました。

ここで疑問なのですが、光の散乱をくらべると短波長のそれが早く起こるのは何故ですか。大気の層や密度が関連しているのでしょうか。

回答No.2

nananotanu

そもそも、散乱の種類が違います。

レイリー散乱とミー散乱で調べてみてください。夕方、赤い光が散乱されるのは「赤い色しか残っていなくて仕方なく」散乱しているのではなく、散乱の仕組み自体が違うんです。

ちなみに、火星の昼の空が赤いのも同じ理由です。火星と同じ散乱が起きているなら、地球の昼の空も赤です。

お礼

ご回答ありがとうございます。
レイリー散乱とミー散乱では水滴などの粒径の違いがあるようですね。似て非なる散乱現象なのでしょうか。ミー散乱も関係しているのでしょうか。

青い色ではレイリー散乱が起こり、赤い色では起こらないのでしょうか。

回答No.1

kagakusuki

光に限らず、波は波長の半分の長さよりも小さなものには邪魔されないという性質があります。
　つまり、空気中に光の波長の半分よりも直径が小さなほこりが沢山浮遊していても、光はそこまで小さな埃には邪魔されませんから、そのまま真っ直ぐ進む事になりますから、その空気は透明で、ほこりが何も無い様に見えるのです。
　赤い光の波長は大体0.00062～0.00075mmの範囲になります。
　一方、青い光の波長は大体0.00045～0.000495mmの範囲になります。
　つまり、0.00025～0.00031の範囲の直径を持つほこりは、赤い光にとっては透明ですが、青い光にとっては邪魔ものになる訳です。

　空気中には様々な大きさのほこりが浮遊していますから、その中には青い光だけを邪魔するほこりもあり、そのため、赤い光に照らされるほこりの数よりも、青い光に照らされるほこりの数の方が多くなります。
　その結果、太陽光線が空気中を進んでいく途中で、赤い光の一部も大きなほこりで散乱されますが、青い光の方がそれよりも多く散乱される事になります。

お礼

ご回答ありがとうございます。

「波は波長の半分の長さよりも小さなものには邪魔されないという性質がある」というのは初めて聞きました。なぜそのような性質があるとわかったのでしょうか。