レイリー散乱・散乱した太陽光が目に届く過程

このQ&Aのポイント
  • 太陽光が大気中で散乱され、波長の短いものほど散乱されやすいので青色となって空は見えるということを知りました。
  • 散乱するということは、文字通り散らばるということですがそれならば人間の目に入らない光が出てきてしまい、むしろ波長の長い赤色の光がより目に入り赤い空として見えるのでは?と思ったのです。
  • 昼間の太陽を直接みると太陽は白いですよね。あれは青の光ががたくさん散乱された光を見ているということでしょうか?
回答を見る
  • ベストアンサー

レイリー散乱・散乱した太陽光が目に届く過程

 空が青い理由がレイリー散乱だということを知りました。太陽光が大気中で散乱され、波長の短いものほど散乱されやすいので青色となって空は見えるというものでした。  「人間の目に見える」ということは、見えているものから光が出ている、又は反射された光が目に入ってきてそこで初めて見えるそうです。散乱するということは、文字通り散らばるということですがそれならば人間の目に入らない光が出てきてしまい、むしろ波長の長い赤色の光がより目に入り赤い空として見えるのでは?と思ったのです。  また上の疑問と矛盾しますが、昼間の太陽を直接みると太陽は白いですよね。あれは青の光ががたくさん散乱された光を見ているということでしょうか?

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • sanori
  • ベストアンサー率48% (5664/11798)
回答No.1

こんばんは。 なるほど。素朴な疑問ですよね。いい質問だと思います。 >>> 散乱するということは、文字通り散らばるということですがそれならば人間の目に入らない光が出てきてしまい、むしろ波長の長い赤色の光がより目に入り赤い空として見えるのでは?と思ったのです。 仮に、青い光が散乱ではなく吸収されるのであれば、真っ昼間の空でも赤くなります。 しかし、散乱ですので、そうはなりません。               ◎ ←太陽 ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ               ●  ←人間               大 ・太陽から点Aに届いた青い光は、点Aで様々な方向に散乱され、その一部が人間に向かってきます。ですから、人間には点Aが青色に見えます。 ・太陽から点Bに届いた青い光は、点Bで様々な方向に散乱され、その一部が人間に向かってきます。ですから、人間には点Bが青色に見えます。 ・太陽から点Cに届いた青い光は、点Cで様々な方向に散乱され、その一部が人間に向かってきます。ですから、人間には点Cが青色に見えます。 ・・・・・・・ ・太陽から点Zに届いた青い光は、点Zで様々な方向に散乱され、その一部が人間に向かってきます。ですから、人間には点Zが青色に見えます。 というわけで、昼の空は全体的に青く見えるのでした。 >>> また上の疑問と矛盾しますが、昼間の太陽を直接みると太陽は白いですよね。あれは青の光ががたくさん散乱された光を見ているということでしょうか? 太陽に真っ直ぐの経路(上の図ではMとかNの辺り)についての話になりますね。 点Mや点Nでも青い光は散乱され、色々な方向へ向かいます。 よって、太陽に真っ直ぐな経路だけを考えると、元々の太陽光から青い光を引き算した光・色が、太陽の色になります。 つまり、太陽の光は散乱によって、元の白色よりは黄ばんだ色になっているんです。

surimuji
質問者

お礼

ご回答ありがとうございます。 ご丁寧に図まで書いてくださってありがとうございます。結果からいうと、すんなり納得できました。やはり物理は図ですね。それと、この疑問を持つまで私は誤解していたことがありました。それは 「太陽光はすべて平行である」ということです。そうならば太陽が見えている間(例えば昼間)に完全に真っ暗なところと明るいところができるはずですよね。しかし実際はどこも同じぐらい明るい、つまり太陽光はおそらく均等にいろいろな方向に散らばっているのでしょうね。  レンズなどで光の経路を書いて以来、光が平行であるとずっと思い込んでいたようです。あれは焦点に集まる光のみを取り出してるだけなので、実際には全然違う方向の光もたくさんあるはずです。 >よって、太陽に真っ直ぐな経路だけを考えると、元々の太陽光から青い光を引き算した光・色が、太陽の色になります。 やはりそうでしたか。ということは元の太陽はもう少し違う色(実際に散乱された青を足しても割合を考えるとあんまり変わらないような気がしますが)になるのでしょうね。 今更ですが、指摘されたとおり質問はちょっとおかしいですね。自分用に訂正します。 >散乱するということは、文字通り散らばるということですがそれならば人間の目に入らない光が出てきてしまい、むしろ波長の長い赤色の光がより目に入り赤い空として見えるのでは?と思ったのです。 それが正しければ、昼間は赤色の空が見えるのではなくて、光の7色から波長の短い色をどんどん引いていった色になるはずです。結果的には赤色の光が多い割合を占めることになりますが、昼間はまだ、赤+橙+黄+緑ぐらいの色に見えるでしょう。

関連するQ&A

  • 青い目はレイリー散乱ですか?

    目の虹彩や皮静脈の青さはレイリー散乱でしょうか。 青空に関して青が散乱しやすいという一般論はいいと思いますが、世界の色彩において、青く見える現象で、レイリー散乱は少数派ではないでしょうか。ちなみに青空は大気中の何よってレイリー散乱しているのでしょうか。地球が青空なのは大気がたまたま青空に見えるための条件にあっただけですよね。大気がもっと濃くなれば赤くなっていくのでしょうか。 本題は ★虹彩や静脈がなぜ青く見えるのかを教えて下さい。 宜しくお願いします。

  • ミー散乱、レイリー散乱について

     「ミー散乱により雲は白く見える」などと「ミー散乱、レイリー散乱」という言葉が出てきました。そこでは、ミー散乱、レイリー散乱はぶつかる物質の大きさによるとありました。そこで、  【疑問1】なぜ、物質の大きさによって、ミー散乱のように全波長が反射されて白く見えたり、レイリー散乱のように短い波長から散乱されていろいろな色に見えるのか?  【疑問2】雲は非常に小さな水滴からできていますよね。つまり、雲が白く見えるということは光がその非常に小さな水滴にミー散乱しているということですよね。水溜りや海などが白く見えないということはミー散乱していないということですよね。では、なぜ、同じ水滴からできている水溜りや海などではミー散乱していないのでしょうか?  【疑問3】光が非常に小さな水滴に当たる時に、なぜ光の一部が吸収されないで、全反射するのでしょうか?光が水に当たる時、一部は吸収されたりしますよね。  以上、大変申し訳ございませんが、高校レベルで教えていただければと思います。どうぞ宜しくお願い致します。

  • レイリー散乱とトムソン散乱などの違い

    レイリー散乱とトムソン散乱などの違い こんにちは! 機器分析を勉強しているのですが、 レイリー散乱とトムソン散乱などの違いが分かりません。 簡単な認識としては 入射光と励起光の波長が等しいものがトムソン散乱で 入射光と励起光の波長が違うものが(アンチ)ラマンストークス散乱 入射光と反射光(回折光)の波長が等しいものがレイリー散乱、 入射光と反射光の波長が違うものがコンプトン散乱という認識でいいでしょうか? それと、コンプトン散乱は運動量が一定という解説がされていましたが、 入射光と反射光との波長が違っているという、これはどういうことでしょうか? 簡単でいいので説明してください。

  • やっぱりレイリー散乱

    レーザ光の波長と散乱粒子の大きさに関わる粒径パラメータ α=πD/λ λはレーザ光の波長、Dは粒子の直径 レイリー散乱はα<0.4の範囲とされているようですが,なぜに0.4なのでしょうか?α=0.4は何散乱になるのでしょうか?

  • 夕焼けになる前に緑色が見えないのはなぜ?

    昼間の空は青く、夕方の空は赤くなるのは、レイリー散乱によるものだそうですが、 それならどうして緑色の空にはならないのでしょうか? 太陽光が大気の層を通る距離がだんだん長くなるので、 波長の短い青色から散乱されてだんだん赤になるのならば、 緑色の空があってもおかしくないと思うのですが。 実はじみーに緑色のときがあるけど、 強烈な太陽光にじゃまされてわかりにくいだけとか? 科学的にどうなのでしょうか。教えてください。

  • No.85432のやっぱりレイリー散乱について

    レーザ光の波長と散乱粒子の大きさに関わる粒径パラメータ α=πD/λ λはレーザ光の波長、Dは粒子の直径 レイリー散乱はα<0.4の範囲とされているようですが,0.4はどこからでできたのですか。 α=0.4 は何散乱かという意味がないといっても0.4になったらどう考えるべきでしょうか? そもそも粒径パラメータとは何でしょうか?

  • 昼間の太陽はどうして青でなく白く見えるのでしょうか。

    昼間の太陽はどうして青でなく白く見えるのでしょうか。 太陽光自体は全ての可視光線を含むために、光の三原色に則り白色であることは知っています。また、昼間の空が青いのは太陽光のうち青色の光だけが大気中で乱反射するためにそう見えるそうです。 そこで疑問に思うのですが、青色の大気越しに太陽を見た際にどうして太陽は青色ではなく白色に見えるのでしょうか。青色のセロファン越しに景色を見るよう、太陽は大気で隔てた我々から白色でなく青色に見えるはずなのではないでしょうか。現に夕方の太陽は空の赤と同様に赤く染まって見えるのですが、これは既述の事象と全く異なる理由でそう見えるのでしょうか。 お暇なときでかまいません。どなたか回答いただければ幸いです。

  • 空はなぜ青い、についての話で

    夕日が赤い理由はわかります。 太陽光が長い距離大気中を通過して、散乱されずに地上に届いた光が赤(や黄)だからですよね。 ところが、私は空が青い理由が理解できません。 私の理解だと 昼間、青色が大気中で散乱される →青以外の色の光が地上に届く →人間の目に見えるのは青以外 →赤、黄、etcの合成色では? となってしまうのです。 どなたか私の間違いを正してください。 ※「散乱」という言葉がネックのような気もします。  昼間は散乱「される」から青が「見える」と説明され  夕方は散乱「されない」から赤が「見える」と説明されます。  →なんか説明が矛盾してません?

  • なぜ空は青いのですか?

    空が青いのは、太陽光が大気中の粒子にぶつかり、散乱を起こし 波長の短い青色の光は、他の波長が長い赤い光より散乱しやすいため昼の空は青いと聞きました。 また、そのため夕焼け空は赤いと。 そこで質問なんですが、紫の方が青より波長が短いのに、なぜ空は紫色にならないのでしょうか? 紫の方が青より散乱するのでは? むしろ空の色は、青は青でも深い青ではなく、白みががった青、水色に見えます。 ナゼですか?教えてください。

  • 空の色。光の散乱

    ご覧いただきありがとうございます。 昼間の空の色が青いのは光の散乱が起き、波長が短い色が届きやすいためである。また、夕焼けが赤い色なのは短波長の光の散乱が早く起き、後に起こる長波長の色の散乱が起きるため。と知りました。 ここで疑問なのですが、光の散乱をくらべると短波長のそれが早く起こるのは何故ですか。大気の層や密度が関連しているのでしょうか。