なぜ、空と海は青いのか!青色の理由は青い光にあった!原理はプランクトン?空?レイリー散乱って?太陽?~わかりやすく説明~

私たちの心を癒してくれる素晴らしい「青い海」と「青い空」!!

どちらも気分を晴れやかにしてくれます

しかし、なぜ、両方とも、青色なんだろうと思ったことはありませんか??

今回は、海と空が青い理由について考えていきます。

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海が青い理由

海はなぜ青く見えるのでしょうか

海が青い理由は光の性質と関係があります

つまり、海の色は太陽の光によってできているのです

快晴の時の海は、青い色がよりはっきと見えます

空が夕焼け色に染まると、海も夕焼け色に染まっていきます

海の色は、空の色を映しているわけではありません

空が曇っていても海が青く見えるのは、太陽の光から青い色を反射しているからなのです。

太陽の光は白く見えますが、本当は虹の七色「赤・だいだい・黄・緑・青・藍・紫」が混ざり合ったものです

その七色のうち、青色の光が一番よく海の水の中を進んでいくのです

青以外の色の光は、海の水に吸収されてしまいます

つまり、青色の光だけが海の水にすい取られないで、いろいろな方向にちらばるために、その光が目に入ってきて海は青く見える、というわけなのです。

水は、青や緑の光を吸収せずに、反射するので海は青く見えるのです

海の状態や水質によっても、反射される光の色が違ってきます

水分に含まれる不純物が多ければ多いほど、青や緑の光を反射し、
不純物などが少なければ少ないほど、反射される光も薄い色(水色)などに変化してきます

だから、きれいな水ほど透明度があり、より鮮やかな色で見えるのです

空が青い理由

では、空はなぜ青く見えるのでしょうか?

空が青く見えるのは、海が青い光を反射しているのとは少し違い、太陽の光が空気中の分子やほこり、水滴などにぶつかって、色々な方向に跳ね返ることが原因です

これを、光の散乱現象、「レイリー散乱」といいます。

光の散乱現象は、光や粒子が多数の小さな粒子に当たって、方向が不規則に変わり、散らされる現象です

つまり、真っすぐに走って来た光が、粒子などに当たって方向が変化し、光の進路が邪魔されてしまうということです

この散乱の度合いは、波長の短い紫や青の光ほど大きい、という特徴があります

赤やオレンジの光は波長が長いため、分子などの粒子に当たる確率が低くなり、そのまま素通りしやすくなります

しかし、波長の短い紫や青の光は波長が短いため、分子に当たる確率が高くなります

分子に当たった光は、散乱されて進む方向が不規則に変えられてしまいます

この散乱されて進む方向が変わってしまった光は、次々と分子などの粒子に当たって方向を変えられていきます

赤などの波長の長い光は、あまり散乱されないため地上に早く到達しますが、散乱されやすい青や紫の波長の短い光は何度も散乱されて、進む方向が次々と変化してしまい、地上に到達するのが赤い光より遅れることになります

その結果、青や紫色の光が空全体に散り散りバラバラとなり、空に青や紫色の光が貯まっていくことになるのです

つまり、空は青や紫色の光が満ちあふれた状態となっていくのです

ただし、散乱されるたびに光はだんだん弱まって行くので、ずっと同じ光が空に留まっていることは無いので注意してください

さらに、紫色の光は、私たち人間には非常に見にくい色なのです

そのため、紫色の光は空にあっても、私たち人間にはほとんど見えていないため、空の色は青に見えるのです

よく考えるととても面白い現象ですね

もし、緑色の光が強く散乱させられていたとしたら、空はきっと緑色でした

もし、人間が紫の光も良く見えていたら、空は紫色に見えていたかもしれません

いつも空が緑や紫だったら、ちょっと嫌ですね

あらためて、空は青で良かったなと思います(笑)

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青じゃない海もある?

海は青い、とよくいいますが、青くない海もあります

世界地図を見ると、中国には黄海(こうかい)という海があります。ここの海は、川から流れこむどろによって黄色っぽく見えるのです

また、アラビア半島には、紅海(こうかい)という海もあります。この海はときどきランソウというプランクトンが大発生して、赤く見えることがあるのでこう呼ばれています

このように特殊な例はいくつかありますが、やはり海は一般的にいわれているように青いのがふつうのようです

まとめ

このような現象によって、海と空は青く見えているのです

どちらも、太陽の光によって生じる美しい現象です

そう考えると、太陽はやはり私たちの生活には欠かせないものなんですね

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