空が青く、雲が白く見えるのは…

どうも。転職後の初のボーナスが3万円と聞いてアルバイトよりも貰えてないなあ～と思いながらもそんな額をもらうことの方が少ないと思い、少しだけ面白く感じたえふみです。ボーナスは少ないですが、noteのやる気だけはあります。今後ともどうぞよろしくお願いします。

さて今回のテーマは空や雲の色についてになります。
この記事を見てらっしゃる方のなかでは「あー、あれね。わかるわかる」となっている方もいると思います。そのあれを簡単に説明してください！ってなるとなかなか難しいと思います。それを頑張ってかみ砕いてみようと思います。

宇宙空間に浮いている自分を想像してみてください。ちなみに僕はこの想像をすると怖くて手が少しだけ震えます。そんなことは置いておいて、宇宙空間にて一筋の光が自分の前を横切ったとします。自分の周りには塵一つもない、完全な漆黒の宇宙です。このとき、この光線は目に見えるでしょうか？

答えは「見えない」です。

あれ？ちょっと待てよと。公園とか歩いているときだったりに木から漏れる木漏れ日てやつは光の線として見えるじゃねえかと。思う方もいらっしゃると思います。人間が見える、というのは物質にあたった光が反射などをして目の中に入ってくることで物体を「見る」ことができます。では、木漏れ日はなぜ見えるのでしょう？
これは光の通る道に存在する塵や微小な水滴に光がぶつかることで、ぶつかった光は四方八方へと飛び散ります。この現象を”散乱”と呼びます。なので、塵一つ存在しないような宇宙空間があれば、光線は目に見えないのです。

さて、本題です。我々の周りの空気は無色透明です。しかし、空を見上げると晴れの日に見えるのは青空です。なぜ空は青色なのでしょう？これは散乱が原因です。大気は透明でありますが、空気中に含まれる分子は太陽からの光を少しだけ散乱させているのです。この空気分子による散乱は。光の波長が短いほどおきやすいです。波長出てきましたね、昨日のnoteでも書きました、波の長さです。目に見える光の波長は約400nm～750nm程度です。また、波長が短いほうが青色、長くなるにつれて緑色、黄色、赤色と変化していきます。
ちなみに紫外線とは波長がめっちゃ短い光のことで目に見えません。波長が短ければ短いほどそのエネルギーは大きく、体に影響を与えます。その例が日焼けですね、逆に長くなればなるほどエネルギーは小さくなるので人体への影響は小さくなります。そのため、ひと昔前の携帯電話やテレビのリモコンなどには赤外線が使われています。ちなみに一般的に自動ドアも赤外線が使われています。自動ドアの上側に赤外線を発している機器とその赤外線の反射を感知する機器が備えられており、その反射量等からドアの開け閉めを行なっています。ですので様々な色を吸収してしまう黒色の服を身にまとい、黒髪の人は自動ドアが開きにくく、少し恥ずかしい思いをするっといったことがあります。影が薄いとか、存在感がないせいではないのでご安心ください。
話がそれましたが、波長が短ければ空気中での散乱がおきやすいです。すなわち、太陽光に含まれる紫色や青色の光が散乱されやすいのです。そのため、空のどの方向を向いても青色や紫色の光が目に入ってくることになります。また、我々の目は紫色より青色の方が感度がいいのです。これは紫色が紫外線に近づくことからわかりますよね。なので、空は青色に見えるのです。この空気分子の散乱をレイリー散乱といいます。

では、雲が白く見えるのは？これは、どの色が特に散乱されるっていうような色による散乱の違いがはっきりしないことが原因です。もっと言うと雲に含まれる散乱を引き起こす原因である塵のようなものが、空気分子に比べて大きいことが要因の一つとして挙げられます。この雲が白く見えるような散乱をミー散乱といいます。
さらに詳しい説明は調べてみると面白いですよ。粒径サイズと波長によってレイリー散乱かミー散乱かが決まってきます。

ざっくりとしては上記のようになります。いかがでしたでしょうか。身近な実験や試してみることができるものではないですが、こういった光の話は僕が一番面白いと思っているのでこれからも多く取り上げていきたいと思います。

さて、明日は急に難しいお話をします。敢えて何の準備運動もなく僕の研究テーマについてお話しようと思います。テーマは

光シュタルク効果

というものです。量子論が必要になるのでもう少しさきにしようと思ってましたが、我慢ができませんでした（笑）

是非明日はご覧いただければと思います。
では、また明日お待ちしております。