はじめに
昼間にふと見上げると、どこまでも広がる真っ青な青空。 でも、夕方になって学校から帰るころには、同じ空が真っ赤やオレンジ色の夕焼けに染まっています。 夜になれば、今度は真っ暗な夜空が広がりますよね。
実は、空気がない宇宙に出て太陽を見ると、太陽がギラギラ輝いていても宇宙空間は真っ昼間でも真っ暗です！ 地球の空がこんなにも鮮やかに青く輝き、夕方に赤く染まるのは、地球を包む「空気」と「太陽の光」があるからこその特別な現象なのです。
同じ地球の空なのに、どうして昼と夕方でこんなにも色がガラリと変わるのでしょうか。 今回は、昼の空が青く見える理由と、夕方の空が赤く燃えるように見える仕組みを、分かりやすく解き明かしていきましょう。
昼の空はスッキリした青なのに、夕方になると燃えるような赤になるの、ずっと不思議だったんだぜ！宇宙から見ると昼でも真っ暗っていうのもびっくりだな！ひまり、仕組みを教えてくれよ！
ふふ、はるとの言う通り、とても不思議よね。実は太陽から届く光と、私たちが吸っている空気が関係しているのよ。まずは太陽の光の秘密から一緒に見ていきましょう！
太陽の光って何色？
空の色の秘密を知るための第一歩は、「太陽の光」の正体を知ることです。 普段、私たちが浴びている太陽の光を見ても、色がついているようには見えず、透明や白っぽく見えますよね。
しかし、実は太陽の光は、1種類の色ではありません。 太陽の光の中には、赤・橙・黄・緑・青・藍・紫という「虹の7色」の光がすべて混ざり合って隠れています。
色とりどりの絵の具をパレットで全部混ぜると黒や濁った色になりますが、光の場合は全部の色が混ざると白（透明）に見えるという特別な性質があります。 そのため、太陽の光は普段は白っぽく見えるのです。
この太陽の光を「プリズム」と呼ばれるガラスの三角柱に通したり、雨上がりの空気中にある水滴に通したりすると、混ざり合っていた光が分かれて綺麗な虹が現れます。 空の上から地球に向かって、いつも7色の光がセットになって降り注いでいます。
うおおー！透明に見える太陽の光の中に、最初から虹の7色が全部隠れていたのか！光を混ぜると白くなるなんて、図工の絵の具と反対ですげー面白いな！
そうなのよ、はると。赤から紫までの光がぎゅっと集まって届いているの。そして、この7色の光には、それぞれ全くちがう特徴があるのよ。
昼の空はどうして青いの？
太陽の光の中に7色が入っていることが分かりました。 では、どうして昼間の空はその中の「青」ばかりが目立つのでしょうか。
ここで登場するのが、地球のまわりを包んでいる「空気」です。 私たちのまわりの空気には、窒素や酸素といった目に見えない小さな気体の粒が無数に浮かんでいます。
太陽から届く光は、まるで波のようにゆれながら進みます。 この波のゆれ方が、光の色によって大きく異なります。
- 青や紫の光：波がとても細かく、チョロチョロ走る小さなピンポン球のように進みます。
- 赤やオレンジの光：波が大きくゆったりしていて、ドッシリ進むボーリング球のように進みます。
昼間、太陽が空高くにあるとき、太陽の光は上から地球の空気に飛び込んできます。 すると、細かくゆれる青い光は、空気の中にある小さな粒にバシバシとぶつかり、四方八方に激しく跳ね返って散らばります。この現象を科学の言葉で散乱と呼びます。
空気の粒にぶつかって空いっぱいに散らばった青い光が私たちの目に届くため、昼間の空全体が青く輝いて見えるのです。
💙 青い光（波が細かい）
空気の粒にぶつかりやすい！
ピンポン球のように細かく波打つため、空気の粒に当たって四方八方に散らばります。空いっぱいに広がることで昼の空を青く見せています。
❤️ 赤い光（波が大きい）
空気の粒をすり抜けやすい！
ボーリング球のように大きな波で進むため、小さな空気の粒に邪魔されずまっすぐ突き抜けます。昼間は散らばらずに地面まで届きます。
なるほど！青い光はピンポン球みたいに空気の粒にぶつかりまくるから、空全体にパッと散らばって青く見えるんだな！赤や黄色の光はすり抜けてまっすぐ通り過ぎてたのか！
その通りよ、はると！ちなみに紫の光も強く散らばるのだけれど、人間の目は青い光を強く感じるようにできているから、空は青く見えるのよ。
夕焼けの空はどうして赤いの？
昼間に青い光が散らばる理由は分かりました。 では、夕方になると、どうして空は赤やオレンジ色に染まるのでしょうか。
その秘密をにぎっているのは、太陽の位置と光が通る空気の長さです。
昼間は太陽が頭の真上近くにあるため、光が空気の中を通る距離は短くて済みます。 しかし、夕方になると太陽が西の地平線に沈んでいき、光が斜めから差し込むようになります。 斜めから進む光は、昼間と比べて何倍も分厚く長い空気の層を通り抜けなければなりません。
すると、散らばりやすい青い光は、長い空気の層を進む途中で何度もぶつかって散らばりすぎてしまい、私たちの目がある場所まで届く前に途中で力尽きて消えてしまいます。
一方で、波が長くて空気の粒をすり抜ける力が強い赤い光やオレンジ色の光だけが、長い空気の層をしっかりと突き抜けて、私たちの目にまっすぐ届くのです。
① 太陽が沈み、光が斜めから差し込む
夕方になると太陽の位置が低くなり、太陽の光が空気の中を通る距離が昼間よりもぐんと長くなります。
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② 青い光が途中で散らばり切る
散らばりやすい青い光は、空気の粒と何度もぶつかるうちに途中で散らばりすぎて遠くの目まで届かなくなります。
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③ すり抜けた赤い光だけが目に届く
突き抜ける力の強い赤い光やオレンジ色の光だけが最後まで届き、空一面を赤く染め上げます。
光の通り道が長くなると、青い光は途中で脱落して、突き抜ける赤い光だけが生き残って俺たちの目に届くんだな！だから夕焼けは真っ赤に見えるのか！
ええ、まさにその通りよ！ちなみに空気が薄くて赤いチリが多い火星では、地球と反対で昼の空が赤っぽくて夕焼けが青く見えるのよ。
▲ 太陽の光が長い空気の層を通って届く夕暮れ時の空
まとめ
📝 今日のまとめノート
・
太陽の光には「赤から紫まで虹の7色」が混ざっている
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青い光は波が細かく、空気の粒にぶつかって空全体に散らばるから昼の空は青い
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夕方は光が空気を通る距離が長くなり、すり抜ける力の強い赤い光だけが届くから夕焼けは赤い
🖍️ ✏️
火星の夕焼けが青いなんてすげー驚いたぜ！昼の青空も夕焼けも、光と空気のぶつかり合いで生まれてたんだな！明日学校でみんなにクイズ出して自慢してやるぞ！
ふふ、はるとったら嬉しそうね！毎日の登下校やお散歩のときに空を見上げて、光の進み方を思い出してみてね！自然の仕組みを知ると、いつもの景色がもっと輝いて見えるわよ！
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