空の青さ、夕焼け、雲の色を決める「光の散乱」

日常生活の中で、空の青さや夕焼け、そして雲の白さに疑問を感じたことはありますか？これらの自然現象は、すべて「光の散乱」という現象によって説明できます。この記事では、そのメカニズムを簡単に解説します。

空が青い理由：「レイリー散乱」

まず、空が青く見える理由は「レイリー散乱」にあります。太陽から放たれる光は、私たちが見ることができるさまざまな色の光を含んでいます。その光が大気中を通過する際、酸素や窒素といった非常に小さな分子にぶつかります。このような粒子が光と相互作用することで散乱が起こりますが、短い波長の光（青い光）が特に強く散乱されるため、空は青く見えるのです。

夕焼けが赤い理由

夕方になると、太陽の位置が低くなり、太陽光は大気中を長い距離を通って私たちの目に届きます。このとき、波長の短い青い光はその長い距離を進む間に散乱され、ほとんどが失われてしまいます。残された波長の長い光、つまり赤やオレンジの光が私たちの目に届くため、夕焼けは赤やオレンジ色に輝くのです。

雲が白い理由：「ミー散乱」

一方で、雲が白く見えるのは「ミー散乱」という別のタイプの光散乱が関係しています。雲を構成する水滴や氷の粒は、レイリー散乱を引き起こすような小さな粒子ではなく、波長と同じくらいの大きさです。このため、光の全ての波長（青、赤、緑など）が均等に散乱されます。この結果、雲は白く見えるのです。