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質問者が選んだベストアンサー
♯３の方の行っている事が正しいです。 光には虹の七色の色が含まれています。普通、色が発生するということは、対象物の中にある色素が光に反発して、その色の光を反射します。 ところが、大気圏はプリズムのような働きをして、その光に制限を加えます。このとき、一番残ってしまいやすい色が水色なので、空は青く見えるんです。 ただ、海の色の反射も影響はしているらしいです。
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- Hikaru99
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空気には、酸素や窒素などの気体分子がたくさん存在していま す。無数の気体分子に太陽光があたっていることになります。 空が青いというのは、私たちが空を見たときに青色の光が目に 入ってきているということです。このことを考えると、空気中 の気体分子にあたった太陽光は、主に青色の光を散乱している ことになります。どうして、青色の光はたくさん散乱されるの に、青色以外の光はほとんどほとんど散乱されないのでしょう。 光が気体分子のように非常に小さい粒子と衝突するミクロな 世界では、光の振る舞いは、我々の日常の経験とは大きく異な るのです。例えば、鏡は全ての色の光線を反射しますが、ミク ロな世界では、波長の短い青色の光が他の色の光より強く反射 し、散乱します。この現象は粒子が光の波長の約１０分の１ぐ らいになると現れます。 この散乱はレイリー散乱と呼び、１９４０年にノーベル物理学 賞を受賞したレイリー卿（英、1842－1919）によって発見され ました。 青色の光は振動数の大きい光、すなわちエネルギーが大きい 光です。したがって、青色の光が気体分子にあたると原子内の 電子を上下にはげしく揺り動かします。その揺り動かされた電 子の動きにしたがって再び同じ振動数を持つ青色の光が強く放 出されることになります。この無数の気体分子から青色の光が バラバラに散乱しているのです。 ところが、このたくさんの気体分子からばらばらに散乱した 青色の光を平均すると、お互いに打ち消しあってプラス・マイ ナスゼロなります。これでは空が暗くなり、青空は見えなくな ってしまいます。どうして打ち消しあわないで空が青く見えて いるのでしょうか？ 気体分子がそれぞれ全くでたらめな動きをしているため、絶 えず大気の密度にムラ（ゆらぎ）が生じています。このために 散乱された光はお互いに打ち消しあわないようになります。 晴れた昼間の空では、ゆらぎながら動いている無数の気体分 子に太陽光があたり、太陽光の青色の光によって気体分子の電 子を揺り動かし、その電子の動きで再び散乱された青色の光を 私たちは見ています。それで空は青く見えているのです。 それから、水が青く見えるのは、空が青く見える仕組みとは違います。簡単に言えば、水が赤色光をわずかに吸収するからです。水中で撮影した写真はやけに青色に見えるわけです。 参考：光と色の１００不思議（東京書籍） http://homepage1.nifty.com/kuwajima/lac100/
- paddler
- ベストアンサー率53% (176/330)
「空が青い」質問は、同じ原理による「夕日が赤い」質問と同じく、過去に多数既出です。しかし、「良回答」で締め切られていても不正確なものが多数見受けられるのも事実です。（蛇足ですが、この種の質問でよく同時に説明されている電波の伝搬は、波長による地形・建物での回折のされやすさと、電離層により特定の波長が反射される・されないことによるものが主で、直進波の散乱・減衰の効果は副次的なものです。） 空が青く見えるRayleigh散乱の主な担い手は地球大気中の窒素分子と酸素分子です。（ウィキペディア http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%AC%E3%82%A4%E3%83%AA%E3%83%BC#.E3.83.AC.E3.82.A4.E3.83.AA.E3.83.BC.E6.95.A3.E4.B9.B1を参照） 青い光ほど散乱されやすいのは、ちょっと難しいのですが、入射光によって励起された粒子が入射光によって揺すられて光を放射（これが散乱の正体）する効率が振動数の４乗に比例するためです。実際の粒子径にこの効果を加味して、入射する光から見た粒子の見かけ上の有効径を散乱断面積と呼びます（No.9さんのご回答で「波長が短い光の方がその障害物にぶつかりやすくなります」とされているのはこのことを指しておられるのかも知れません）。
- burntsienna
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ほとんど疑問は解決されているかと思いますが、一応補足です。 青い光（の波長）の方が何故空気中で散乱しやすいかと言うと、簡単に言えば、沢山波打っているからチリ等にぶつかりやすいからです。光（電磁波）が一定距離を進むとき、振れ幅（振幅）が同じであれば、波長が短い光ほど、細かく波打っていることになります。すると、進行方向にチリ等の障害物があったとき、波長が短い光の方がその障害物にぶつかりやすくなります。だから、波長の短い光ほど空気中で散乱しやすく、空が青くなるわけです。 以下蛇足です。 故に、遠くへ飛ばす電磁波（電波）は波長が長いほど途中での妨害に強いと言えます。ですから、TVやラジオの電波は青い光よりも赤い光よりもずっと波長が長い電磁波を使っているのです。
- johnnyblues
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蛇足ですが、海の色が青いのも同様の散乱によって青が我々の目に入ってくるからだと思われます。
- johnnyblues
- ベストアンサー率30% (294/951)
光のうち赤は波長が長く青が波長が短いわけですが、波長が長い赤は空気中に入っても、簡単に言ってしまえばドンドン通り過ぎてしまう訳です。で、波長の短い青は空気の分子で散乱してしまう訳です。 その結果やたらと青の光だけが見えてくると言うことではないかと思われます。
あぁぁー、再びの回答ごめんなさい！ 私勘違いしていたみたいです；。 大気の色ではなく、調べたら何か分子の乱反射だとか・・・。 すいませんでした；。
ここに詳しく書いてありますよ。 http://64.233.187.104/search?q=cache:H2RlRt7P8EoJ:www.srs.ne.jp/~north/text/misc/e29.html+%E7%A9%BA%E3%81%8C%E9%9D%92%E3%81%84%E3%81%AE%E3%81%AF&hl=ja むかし子供教育番組でなぜ空が青いのかやってましたのを思い出しました。(なぜ青いのか今調べるまで忘れていましたが。。。) それ以前は「それは海の色が反射しているからだよ」と言われて信じていたので、その番組を見たときは、ちょっと衝撃でしたね。
太陽からの光は地球の大気圏に届いたとき、大気を構成する空気分子や水蒸気・塵などの微粒子に当たって散乱する。 そして光の波長の中で、青の波長がもっとも散乱しやすいため、空は青く見える。 そうです。
大気の色が青だからです。 その色がうつって、海は青いんです。
最近だれかにきいたのですが，海の青が反映しているとかなんとか・・。誰かがいっていたのは確かなんですが，本当がどうかわかりませんJJもし違ったらごめんなさい～～～
