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空が青く見える理由について説明します。これは「レイリー散乱」という物理現象によるものです。太陽光には様々な色の光が含まれていますが、青い光は他の色よりも散乱しやすい性質があります。
レイリー散乱の強さは光の波長の4乗に反比例します。青い光の波長は約450ナノメートル、赤い光は約650ナノメートルです。この違いにより、青い光は赤い光より約5倍散乱しやすくなります。
太陽光が大気に入ると、まず白色光が大気分子に衝突します。この時、青い光が強く散乱され、あらゆる方向に広がります。私たちの目には、この散乱した青い光が多く届くため、空が青く見えるのです。
太陽の位置により空の色が変化します。昼間は太陽が高い位置にあり、青い光が多く散乱するため空は青く見えます。夕方は太陽が低い位置にあり、光が大気を長距離通過するため、青い光は途中で散乱され、赤い光が残って夕焼けが赤く見えるのです。
まとめです。空が青く見える理由はレイリー散乱という現象によるものです。青い光は波長が短く散乱しやすく、散乱の強さは波長の4乗に反比例します。また、時間帯により太陽光の経路が変わることで、空の色も変化するのです。