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そう言えばありました、びっくりしたことが…

空が青いのには理由があった、というか気象の勉強の中で説明できるとは思わなかった。へぇ～

先日、気象予報士講座でこの話をしたら、生徒さんの一人は「空の青は、海が反射？してるからだって、ガセネタ掴まされてた！」って衝撃を受けてました。それで、思い出したのです。わたくしも驚いたことを…

＜空の青、夕焼けの赤、雲の白…＞

なんか詩みたいだね
これは、みんな「太陽光の散乱」という現象で説明がつくのです。
どういうことかな？

太陽が放射する光は、約半分が目に見える光で可視光線というものです。それ以外は、赤外線、そしてわずかな紫外線。放射される光は「波長」と言って、その長短によってエネルギーの大きさが異なります。

具体的には、波長が短い方がより強いエネルギーを持ってる。
例えば、日焼けって紫外線でするでしょ？？可視光線や紫外線は紫外線よりエネルギーが小さいから、日焼けはしません。

可視光は「白色光」と言われるのですが、実はいろんな色が含まれてます。この色が全部混ざって、白色光になってるんですね。実は、この可視光線が空気分子や雲粒たちにぶつかり散乱されて、色が見えるのです。

①レイリー散乱：波長＞粒子の半径（空気分子）
空気分子は、太陽光線の波長よりもずっと小さく、波長の短い光ほど、より強く散乱しちゃいます。
可視光線の波長が短い方…つまり、青系の光がビシビシ散乱　されて、空が青く見えるのです。
これが「レイリー散乱」というものです。実は、夕焼けの赤色も同様のレイリー散乱です。

 朝・夕は太陽の入射角度が浅く、目に光が届くまでの距離が長くなってしまいます。すると、短い波長の光が真っ先に散乱されてしまうので、波長の長い赤系の光しか目に届かないのです。

②ミー散乱：波長＝粒子の半径
空気中に浮遊している塵など（エーロゾルと言います）や、雲粒による散乱です。波長の長さと粒子の半径が同じぐらいなので　波長に関わらず、同様に散乱されます。
例えば、雲が白く見えること、空気が汚れてる日に空が白っぽく見えること、それらは白色光がミー散乱された結果です。

 こんな風に、空の青さや雲の白さには、ちゃんとした理由があるのですね
そして、もう一つ。
波長よりも粒子の半径が大きい、そんな粒にぶち当たった時は、どんな光が見えるのかな？

＜虹っす！＞

③幾何学的散乱：波長＜粒子の半径（雨粒・氷の結晶）

可視光線は、雨粒や氷粒などの波長よりもでっかい粒子の中に進入すると、「後方散乱」されます。その散乱された光は、屈折して目に届きます。
実は、光は波長によって屈折率が違うのですね～。

だから、あの複数の色が混ざって「白色光」だった可視光線は分解されて、わたくしたちの目に届くのです。

それが虹なのです

これは、虹が見える仕組みを勉強をした直後、家のベランダで実験をしてみた時の写真です。植物に水をかけがてら。

この時、太陽はほぼ頭の上にあったので、水しぶきを上から観察して写真を撮りました。

以前は、偶然に虹ができてただけなんですけどね。
これで、いつでも手軽に虹を作ることができるぞ！ってちょっと嬉しかったのを覚えてます

お天気って、晴れ曇り雨だけ勉強してるわけじゃないのです。お天気ってオモシロイね～