青い光の方が海底深くに届く？

今日の新聞（朝日新聞）の記事に、イカ釣り漁船の、イカを集めるための漁り火に発光ダイオードが使われるようになりつつあるそうです。何でも消費エネルギーが３０分の1だとか。で、海底深くまで届くように青い色の発光ダイオードを使うそうです。
　赤や黄色の光より青い方が波長が短いから、深くまで到達しないように思ったのですが、何故青い方が深くまで届くのでしょうか。たしか潜水艦の通信には超長波の電波を使うと聞いたことがあります。

No.4 ベストアンサー 回答者： noname#11476 回答日時： 2005/05/09 19:01

簡単に説明してしまうと、青い光の吸収が少ない、また電波領域であれば低周波の方が吸収が少ないからです。

逆に言うと、他の領域では吸収が多いということです。

分子の場合、一般には電子遷移準位、振動準位、回転準位と三種類の電磁波を吸収する領域があります。

水分子のＨ－Ｏの結合の準位は電子遷移準位ですがこれは紫外の方にあり、可視光領域の吸収にはほとんど関与しませんので、問題にはなりません。
問題は、分子振動による振動準位と回転準位です。

振動準位は丁度赤外の領域にあり、その吸収の端が可視光の部分にわずかにかぶっていますので、それからより遠い青の光の方が吸収係数は少なくなります。

電波については回転準位がミリ・マイクロ波の領域にあるため（だから電子レンジが発明されました）、できるだけそれから遠い長波長であればよいわけです。

ご質問では散乱について気にされていますが、水分子の大きさは可視光の波長に比べると十分に小さくほとんど散乱はありません。
ただ水中には水以外の色んなものがありますので、それらによる散乱を考えると確かに波長が短い方が透過しやすいともいえますが、それによる差よりも水自体による吸収の影響の方が大きいということです。

No.3 回答者： paddler 回答日時： 2005/05/07 22:50

先ほど、透過率/吸収係数の大小で青い光が水の中で通りやすいことを書きましたが、念のため追記しておくと、水（液体）の吸収係数が長波長ほど大きいことと水分子の大きさとは直接の関係はないと思います。

吸収係数の大小は水分子内の水素と酸素間の結合や分子間の水素結合に関わっている電子のエネルギー状態によって決まるものだからです。媒体中の分子の大きさが関わるのは、吸収現象ではなく、散乱現象です。大気中の空気分子のように光の波長より十分小さい分子の場合に生じるレーリー散乱では、短波長の光ほど散乱されやすく、そのせいで昼間の空は青く、朝焼け・夕焼けは赤く見えるのです。また、水蒸気のように大きな粒子の場合には波長依存性はなく、どんな波長の色でも均等に散乱されるミー散乱を生じます。このため雲は白いのです。

No.2 回答者： paddler 回答日時： 2005/05/07 22:28

青い光の方が海の深いところまで届くのは、人間の目に見える範囲の波長においては、水（液体）の透過率が波長が長いほど低く波長が短い方が高いためです。

この場合、透過率が低いというのは「吸収が大きい」というのと同じことです。電波の領域では、逆に波長の長い超長波の方が水中での減衰が小さいため潜水艦などで使われるようですね。

No.1 回答者： sego 回答日時： 2005/05/07 22:24

通信に使う電波は、潜水艦など低い位置から長距離通信するには、電離層で反射しやすい長波帯を使います

飛行機などは、短波帯以上を使います。人工衛星はマイクロはを使います。

星の色には青のほかオレンジもあるように、地球の青の関係で青の方が多いように見えますが。

青が水中を良く通るのは水分子の大きさの関係
・下ＵＲＬ　海の青　考察

参考URL：http://juku-ru.shinsyoukaikan.com/blue.htm