空はなぜ青い？夕焼けはなぜ赤い？

こんにちは！
104号室のカナです😊

先日沖縄へ行ってきました✈️✨

沖縄の海は本当にきれいですね💕
以前のブログで102号室のもかさんが理由を教えてくれましたが、
白い砂浜に青い海！透明度が抜群です！

▶沖縄の海が青い理由～きれいな海はどうして青いの？～

息子からの👦🏻「どうして海は青いの？」の質問には、
このブログで予習しておいたので、ばっちりでした🤗

そして続けて、次の質問。
👦🏻「どうして空は青いの？」

そりゃ、空が青いのも気になりますよね。🤔

空が青いのも、海が青い理由とおなじで、太陽の光が関係しています🌞

どうして空は青いの？

太陽からは電磁波が出ています☀️〰️
電磁波は波のように広がり、一つ分の波の長さを「波長（はちょう）」と呼びます☝️

太陽からの電磁波は、波長の短い方から、
ガンマ線、エックス線、紫外線、可視光線、赤外線、電波などに分類され、
波長によって特徴が異なります。

ガンマ線、エックス線は人体に有害では😱！？と思いますが、
ほとんど大気に吸収されて、地上へは届きませんので、大丈夫です👌

人間は、太陽からの電磁波のうち、一部分の波長だけ目で認識することができます👀
その波長領域を『可視光線（かしこうせん）』と呼びます。

私たちがいわゆる“太陽光”として認識しているのは、この波長領域です。

可視光線の中だけでも、様々な波長があります。
分解すると波長の短い方から、
紫、藍、青、緑、黄、だいだい、赤などに見えます！はい、虹色です🌈

私たちが地上で見えている光には、特に色は感じませんよね。
太陽光が地上に近づくにつれて様々な色の光線が混ざった状態となり、
この状態だと光は白に近い色（ほぼ無色）に見えます😊

さて、太陽から様々な色の光が届いているということが分かったところで、
いよいよ本題です。
なぜ空は青いのか。青色はどこからやってきたのか問題です🤔

可視光線の中の青色の光が関係している…と言うのは薄々感づいているかと思います。

可視光線が地上に届くまでに、大気を通過します☀️🌏
その際に、空気中のホコリや水分などに当たって様々な方向に散らばります。
この現象を「散乱（さんらん）」といいます。

波長が長い光線（オレンジ色～赤色）に比べて、
波長の短い光線（紫色～青色）ほど、散乱されやすいという性質があります☝️
この性質を「レイリー散乱」と言います。

太陽から地上へ届くまでに、
波長が短い紫色の光から多く散乱されていきます。

紫色の光の多くは高いところで散乱しますので地上からは見えず、
地上から観測する空は、
青色の光が散乱している様子が見えているというわけです。

　
沖縄へ向かう飛行機の中、高い空はとっても濃い青色でした🤗✨

もっともっと高層に行ったら空は紫色に見えるのでしょうか🤔
いつか宇宙に行く機会があれば（きっとないけど。笑）、確認したいものです🚀🧑‍🚀💜

どうして夕焼けは赤いの？

では、どうして夕焼けは赤いのでしょうか？🤔

太陽が真上にある日中は、青い光が散らばって青い空が見えます。

一方で、朝焼けや夕焼けの時間帯は太陽の高度が低くなります。
太陽光が地上まで届くまでの角度も変わり、
大気を通る距離は日中よりも長くなります。

長い距離を通過するまでに
波長が短い光から散乱されていきます。
波長が長く散乱されにくい、
だいだい色～赤色の光が多く残って散乱し、
朝焼け、夕焼けの空の色を作っています。

実験～夕焼けを作ってみよう～

簡単な実験で、赤色の光が遠くまで届く様子を再現します！

＜用意するもの＞
・ペットボトル（今回は1リットルのものを使用）
・水
・牛乳
・懐中電灯（今回はLED電灯を使用）

＜やり方＞
①ペットボトルに水を入れます。
②牛乳を少し入れて、濁らせます。
　※大気中のホコリや水分の分子に見立てて散乱させるため
（1リットルの水に対して、1ミリリットルくらい牛乳を入れました。入れすぎると光が届きません。）
③端から懐中電灯を当てます。
④夕焼けの完成！

近くで光が当たっている部分は白い光ですが、
距離が遠くなるほどオレンジ色っぽい光になっていますね。

余談ですが、
信号の「止まれ」に赤色が採用されているのは、
一般的に赤色は前方に飛び出ているように見える特性があるのと、
波長が長い赤色は遠くへ光が届きやすい、という原理を利用しているからなんだとか。

遠くからでも認識できる色=赤色！
なるほど、理にかなっている訳ですね～。

さいごに

今回は、空の色の不思議についてでした🌞💕

一日のうちに色が変わる空は、とても不思議ですよね。
太陽光には様々な色、性質があるというのもとっても興味深いです💫

単純に青色、赤色では表せない色の時もあるし、
様々な条件が重なって織りなす自然のアート😊
見ていて飽きませんね🙌

ペットボトルの実験も子どもと簡単にできますし、自由研究のテーマにいいかも💫

それではまた😆

参考文献：『すごすぎる　天気の図鑑』荒木健太郎（KADOKAWA）