空はなぜ青いのでしょうか？クイズ
光と色と散乱。空が青く、雲が白い理由を読んで、10問のクイズに挑戦しましょう。
日光はいろいろな色の集まり
日光は白く見えますが、実は虹のすべての色が混ざったものです。光がプリズムや雨粒を通ると、色が分かれるのが見えます。
光は波として進み、色ごとに波長が違います。目に見える光のうち、最も波長が長いのは赤い光で、最も短いのは青や紫の光です。
宇宙から見ると、太陽は白く見えます。地上から黄色っぽく見えるのは、私たちに届くまでに空気が光を変えてしまうからです。
散乱
空気は、主に小さな窒素分子と酸素分子でできています。日光がこれらに当たると、光の一部はあらゆる方向にはね返されます。これを散乱といい、波長の短い光は長い光よりずっと多く散乱されます。
そのため、日光の青い部分は空全体に散らばり、どの方向を見上げても青い光が目に届きます。この現象は、1870年代にそのしくみを解き明かしたイギリスの科学者レイリー卿にちなんで、レイリー散乱と呼ばれます。
紫の光は青よりもさらに多く散乱されますが、太陽が出す紫の光はもともと少なく、その一部は上空で吸収されます。そのうえ、人の目は青にずっと敏感です。こうした理由が重なって、空は青く見えるのです。
夕焼け、雲、ほかの空
日の出や日の入りで太陽が低いとき、光はずっと長い距離の空気を通って私たちに届きます。その途中で青い光のほとんどが散乱されてしまい、赤やオレンジの光が残ります。
雲が白く見えるのは、雲の水滴が空気の分子よりずっと大きく、すべての色をほぼ同じように散乱するからです。厚い雲が灰色に見えるのは、通り抜ける光が少なくなるからです。
空気がなければ光を散乱させるものがないので、月から見る空は昼間でも真っ黒です。地球でも高く登るほど上にある空気が少なくなり、空の青は濃くなっていきます。火星では細かいちりのせいで、昼間の空がバタースコッチのような黄褐色に見えます。