空の色の科学

空の色の科学。

 

光が原子に当たると、原子内の電子が応答振動し、振動する電子が同じ周波数の新たな光を放出する。

この原子内の電子振動を介した光の再放出を「電気双極子放射」といい、電気双極子放射のうちで観測できるものを「散乱」という。

 

【空の青色:レイリー散乱

空気分子の粒径<太陽光の波長

大気中の窒素や酸素などの気体分子は、結合距離がおよそ0.1nmの二原子分子で、そのサイズは光の波長のおよそ1/5000しかなく、レイリー散乱を起こす。

 

【雲の白色:ミー散乱】

雲粒・エアロゾルの粒径≒太陽光の波長

ミー散乱は、サイズが可視光の波長と同程度。

粒子内の数多くの原子が散乱源となり、散乱源の集合体として光を放出する。

粒子サイズがおよそ1~数十μmの湯気や雲を構成する水滴では、可視光全域でほぼ同じ強さのミー散乱が起こるため、散乱光は白くなる。

粒子サイズが波長の数十分の一程度を超えて大きくなると、散乱光同士の干渉が無視できなくなり、次第に(レイリー散乱よりも)ミー散乱が優勢になっていく。

 

【虹:幾何光学散乱】

雨粒の粒径>太陽光の波長

虹は、光が雨粒の中で二回屈折してプリズムの働きをするため、できる。

 

国会図書館で読んだ「光の教科書」という本から引用しています。あと、少し前に読了した「気象学のキホンがよ~くわかる本」からも。)

 

↑おおっと、ここまでで文字数が555だ。またしても偶然。エンジェルナンバー555は、「人生における重大な変化が訪れます。蛹から蝶になるように、あなたの本当の人生を歩むときが来ました」とのこと。