空が青いのはなぜですか。このような単純な質問に対する答えを見つけるのは非常に困難です。この問題に対する最良の解決策は、約100年前にイギリスの物理学者であるジョンレイリー卿によって提案されました。

しかし、もう一度始めましょう。したがって、空の色は同じでなければなりませんが、まだ青です。地球の大気中の白色光はどうなりますか？

太陽の光

太陽光線の実際の色は白です。白色光は色光線の混合です。プリズムを使って虹を作ることができます。 Prismは、白い光線を色付きのストライプに分割します：赤、オレンジ、黄色、緑、青、青、紫。一緒に結合すると、これらの光線は再び白色光を形成します。日光は最初に色付きの成分に分かれると想定できます。それから何かが起こり、青い光線だけが地球の表面に到達します。

異なる時期に提唱された仮説

考えられる原因はいくつかあります。地球を取り巻く空気は、窒素、酸素、アルゴンなどの混合気体です。大気中にはまだ水蒸気と氷の結晶があります。ほこりやその他の小さな粒子が空気中に浮遊しています。上層大気にはオゾン層があります。これが理由でしょうか？

一部の科学者は、オゾンと水分子が赤い光線を吸収し、青い光線を透過すると信じていました。しかし、大気中のオゾンと水が空を青くするだけでは不十分であることがわかりました。

1869年、イギリス人のジョンティンダルは、ほこりや他の粒子が光を散乱させることを示唆しました。青色光は最小限に散乱され、そのような粒子の層を通過して、地球の表面に到達します。彼の研究室では、スモッグモデルを作成し、明るい白色のビームで照明しました。スモッグは深い青色に変わりました。

ティンダルは、空気が完全にきれいであれば、何も光を散乱させず、明るく白い空を鑑賞できると判断しました。レイリー卿もこの考えを支持したが、長い間ではなかった。 1899年に彼は彼の説明を発表しました：空を青く色づけるのはほこりや煙ではなく空気です。

色と波長の関係

太陽の光線の一部は、それらと衝突することなく、ガス分子間を通過し、変化は地球の表面に到達しません。もう1つは、ほとんどがガス分子によって吸収されます。光子が吸収されると、分子は励起されます。つまり、エネルギーが充電され、再び光子の形で放出されます。これらの二次光子は異なる波長を持ち、赤から紫までの任意の色にすることができます。

それらはすべての方向に散乱します：地球へ、そして太陽へ、そして側面へ。レイリー卿は、放出された光線の色は、光線におけるある色または別の色の量子の支配性に依存すると示唆しました。 ガス分子が太陽光の光子と衝突すると、赤の1次量子は青の8量子を持ちます。.

結果はどうですか？強い青色光が文字通り何十億もの大気ガス分子からあらゆる方向から私たちに降り注ぎます。他の色の光子はこの光と混合されるため、純粋な青のトーンはありません。

空が青い理由-答え

人々がそれを熟考できる地球の表面に到達する前に、日光は惑星の空気の殻全体を通過しなければなりません。光は幅広いスペクトルを持ち、基本的な色、虹の色合いがまだ際立っています。このスペクトルから、赤は最も長い光波を持ち、紫は最も短い波を持ちます。日没時、太陽の円盤は急速に赤くなり、地平線に近づきます。

この場合、光は絶えず増大する空気の厚さを克服する必要があり、波の一部が失われます。最初に紫が消え、次に青、シアンになります。最長の赤い波が最後まで地球の表面に浸透し続けるため、最後の瞬間が赤みを帯びた色になるまで、太陽円盤とその周りのハローが続きます。

夕方には何が変わりますか？

日没に近づくと、太陽は地平線に突入し、それが低くなるほど、夕方に近づきます。このような瞬間に、元の太陽光を地表から分離する大気層は、傾斜角のために急激に増加し始めます。ある時点で、増粘層は赤い波以外の光波を透過しなくなり、この瞬間に空がこの色に変わります。青はもはや存在せず、大気を通過するときに吸収されます。

興味深い事実： 日没時、太陽と空は色合い全体を通過します-それらのいずれかが大気を通過するのをやめます。日の出時に同じことが観察でき、両方の現象の原因は同じです。

太陽が昇るとどうなりますか？

日の出では、太陽光線は同じプロセスを通過しますが、逆の順序になります。つまり、最初の光線が強い角度で大気を通り抜け、赤いスペクトルだけが表面に到達します。したがって、日の出は最初は赤く光っています。次に、日の出と角度が変化すると、他の色の波が通過し始めます-空はオレンジ色に変わり、その後、習慣的に青になります。半日の空の深い青が観測され、夕方になると再び紫がかっていきます。太陽から遠い空の片側では、青黒の色相が観察されますが、夕日に近づくほど、太陽が完全に消えるまで、水平線の近くでより多くの赤い色相を見ることができます。

このような色の現象はどこでも見られます。赤道と極の両方で、それに近い空の領域と同様に、太陽は赤くなります。この現象は世界中で見られます。時々、日没や日の出の方が赤みが飽和します。これは、大気の状態、エアロゾルまたは懸濁液の存在によるものです。他の場合では、色はそれほど顕著ではなく、より穏やかです。翌日の日没の色合いで天気を判断できるようにする民俗標識があります。人々は、色を分析して、大気の状態を多かれ少なかれ正確に予測することを学びました。

したがって、日没の赤い色は、大気を通る大きな角度で、最も長い波長をもつ太陽スペクトルの赤い色だけが通り抜けるという事実によるものです。日の出の赤い色は同じ要因に関連付けられています。この日陰は他のスペクトルを消し去ることができ、散乱する最大の能力を持っているので、残りの日は空は青です。