空が青く見えるのは、何が原因ですか？

質問

大気？
大気は青いのですか？

回答No.4

noname#209623 · ベストアンサー

光には青い光や赤い光があります。青い光は「波長」が短く、赤い光は波長が長くなっています。波長が短いほど、光は強く「散乱」されます。日中は、散乱の強い青が強調されて空は青く見えます。朝夕は、光が大気層を長く通過するので青は散乱されきってしまい、散乱しにくい赤やオレンジが強調され、空は赤く見えます。
　青い光は波長が短く、赤い光は波長が長くなっています。空が青いのは、波長が短いほど「散乱」は強くなるため、青い光が赤い光よりずっと強く散乱されるからなのです。朝と夕方の空が赤くなるのは、太陽の光が突き抜ける大気層の距離と道筋に関係があります。通過する大気層の距離が長くなるので青い光は散乱されきってしまい、逆に散乱されにくい赤やオレンジの色が強調されて人間の目に届くためです。
　(光は波の性質を持ちます。波である光は、大気中で波長よりも小さな粒や分子などにあたるとそれらを振動させ、粒や分子が波動を“中継”するかたちで改めて同じ波長の光を周囲に放出します。この現象を、光の「散乱」といいます。)

お礼

ありがとうございました。

回答No.3

雪中庵（@psytex）

可視光線のうち、波長が長い（赤っぽい）ほど透過する
性質が強くなります。
大気の分子に対しても同じで、それゆえ大気圏を斜めに
差し込んで長い大気を透過した光（太陽の実像=夕日）は、
赤くなります。
という事は、短い波長は、途中の大気分子によって散乱
されているという事で、その「途中の大気」＝空は青く
なるのです。

海面を伝わる波を考えてみて下さい。
波長の短いさざ波は、小さいボートの縁で反射しますが、
波長の長い大波は、ボートをこえて伝わります。
それと同じ理屈で、青い光は大気分子で散乱されるのです。
ちなみに海が青いのは、異なる原因です。
液体になると、今度は長い波長を吸収するようになるので、
深い海ほど青くなるのです。
その原因の違いは、夕日は赤いけど、海中では上の太陽が
赤くなる事はありません。
青い光が深くまで透過するので、深海の海草は青い光を
利用するので、それ以外の波長を反射するので、茶色い色
（褐藻）なのです。

お礼

ありがとうございました。

回答No.2

noname#212313

太陽光は白色光と呼ばれる種類の光で、波長の長い赤から波長の短い青までを均等に含んでいます。青いものは、太陽光のうち青い波長の光を強く反射するので青く見えます。

　となると、昼間の青空は大気が青いからなのか、という疑問が沸きますね。そうではないのです。日没前の夕日は赤く見えます。太陽だけでなく夕焼け空と呼ばれる夕方の太陽の近くの空は赤みがかっています。

　昼間の太陽でも、太陽自体は白く見えますね。もし大気が青いのだったら、大気が青色のフィルター（セロハンやステンドグラスなど）となって、太陽も青く見えるはずです。でも、太陽は白い。

　光は波です。波打ちながら進みます。繰り返しになりますが、青い光は赤い光より波長が短いです。例えば、光が1センチ進む間に、青い光は赤い光よりずっとたくさん波打ちます。。

　大気とはミクロで見れば空気分子が大量にある状態です。ごく小さな粒粒ですね太陽光は大量の粒粒に当たりつつ、地表にいる我々の目に届くわけですね。

　青い光は赤い光より波打つ回数がはるかに多いので、赤い光よりずっとたくさん、空気分子という粒粒に衝突します。衝突するといろいろな方向に跳ね返されます。反射ですね。すると、太陽と我々の目を結ぶ直線上以外からも、跳ね返された光が我々の目に届くわけです。

　そして跳ね返される光のほとんどは青い光なのでした。だから、昼間の空は青く見えるのです。

　しかし、夕日は赤いし、夕焼け空は赤い。太陽からの光が真上から届くときより、地平線辺りから届くときのほうが、太陽光はずっと長く空気中を通ります。青い光のほうが赤い光よりたくさん反射されると申しましたが、反射されるときは少し明るさが減ります。

　夕日くらいになると、反射がたくさんになり過ぎて青い光は失われてしまうのです。その結果、青い光は失われ、主に赤い光が我々の目に届くようになります。赤い光は波長が長くて青い光よりも空気分子の反射が少ないとはいえ、主に赤い光だけになってしまうと、空気分子に反射するのは赤い光ばかりになってきます。そのため、空気中の太陽光の反射も赤い光が目立つようになります。

　昼間に空が青いのは、太陽光が空気中を通る距離、つまり大気圏の厚さが、青い光が空気分子に反射して目に届くのにちょうどよい具合になっているからなのです。

　もし地球の大気圏が今よりずっと厚かったなら、夕日や夕焼けと同じで、いつでも太陽と空は赤いでしょう。逆にもし、大気圏が今よりずっと薄かったら、青い光でも空気分子との反射が少な過ぎて、太陽以外は真っ黒な空に見えるでしょう（月から見た空と同じ）。

お礼

ありがとうございました。

回答No.1

bgm38489

https://www.kahaku.go.jp/exhibitions/vm/resource/tenmon/space/earth/earth03.html
一番的確に述べているのは上記サイトだが、もっと優しく、または詳しく知りたいのなら、空が青く見える理由で検索すれば、いろんな説明がある。

お礼

ありがとうございました。