なぜ空は青く夕焼け空は薄赤いのか

なぜ昼間の空は青く夕焼け空は薄赤いのかという疑問は、一見赤外線透視撮影には直接関係あるとは思えないのですが、可視光線と赤外線、それぞれの波長の特性を理解するためには参考になると思いますので、興味のある人は一度目を通しておいてください。

太陽はなぜ黄赤く輝いて見えるのか

ある光源を直視すると白く見えるのは皆さんご存じですね。

では太陽はなぜ黄赤く輝いて見えるのでしょうか。

特定の波長しか発生しないダイオードや電球ならば白い光を発生しないのは当たり前ですが、太陽は全ての波長を発生しているのですから本来ならば白く輝いていなければなりません。

窓の無い部屋の壁に白熱電球を点灯させた場合のように、もし全ての光が太陽から直進してくるだけであれば太陽のある方向の空は白く光り、太陽を背にした空は薄暗いということになってしまいます。

そこでなぜ空はまんべんなく青く、太陽は黄赤く輝いて見えるのか考えてみましょう。

レイリー散乱とは

空の青さは地球の空気に青い色素があるわけではないので、青く見える光の源は当然太陽光です。

しかし太陽の方向から青さが広がっていることはありません。

どこを見ても空は同じように青く見えますね。

これは太陽からの可視光線のうち青い光だけが、地球の大気中の成分や浮遊するほこりによって散乱してしまい、またそれを繰り返しながら、あらゆる方向から私たちの目に入る為に空全体が青く見えるのです。

そして散乱しなかった残りの光は直進してくるため太陽が黄赤く見え、まんべんなく広がることなくその位置を特定できるのです。

ですから飛行機や高い山から見上げる空の色は、大気の層が上空にいくほど少なくなるため青い光の散乱が少なく黒っぽく見えるのです。

ちょうど映画館のような、映写機は白く輝きスクリーンから反射した光には色があり、映写機とスクリーンの間は暗いという状況になっているわけです。

この映写機とスクリーンの距離が伸びれば(大気の層が厚くなれば)上映中の部屋も青っぽくなることでしょう。この現象をレイリー散乱と呼びます。

なぜ夕焼け空は赤っぽく見えるのか

では今度は、なぜ夕焼け空は赤っぽく見え、その時の太陽は真っ赤に見えるのか考えてみましょう。

夕方になると太陽は西の空に傾き、可視光線は日中よりも大気の層を多く通過して私たちの目に届くことになります。(図1)

そのため日中はあまり散乱しなかった黄色から薄赤い光も多く散乱するようになり空は赤っぽい色に見え、散乱しなかった濃い赤は直進してくるため太陽は真っ赤に見えるのです。

このことから言えるのは赤く見える波長ほど散乱しにくく、直進性があるということです。

これは赤く見える波長の次にある赤外線波長にもあてはまる特性といってもいいでしょう。


(図1)

蛇足ではありますが濃霧の時に使用するフォグランプは黄色です。

黄色い光も直進性が良く濃霧で光が散乱されにくいために、遠くまで光が届き景色が見やすくなるなるのです。

しかし最近はフォグランプといっても見た目重視で白色光が多く使用されており本当の意味でのフォグランプの役割は果たしていないので注意が必要です。

赤外線

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管理人の松居サダと申します。ユーザーフレンドリー企業認定協会(架空)に所属するステマレビュー判定員(自称)です。口が悪いようで実は心優しく、下ネタのようで奥深い人生論を話してたりする、ちょっとイイ奴です(^^♪

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