お昼間の太陽は黄色、しろ色に見えるのに
どうして夕陽はあのようにあかくみえるのでしょうか。

わかりやすい説明をよろしくお願いします

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A 回答 (11件中1~10件)

光も音やなんかと同じで、振動の一種なんですよね。


周波数が低いと音、高くなると超音波、さらに高くなると電波や、
もっと高くなると光・・・みたいな感じで。
jonathanさんはドップラー効果って御存知ですか?
前から来る救急車のサイレンの音が、擦れ違った瞬間に低くなるアレの事です。
あれは、近付いて来る物体と、遠ざかる物体との間での、
振動の伝わり方の違いによるものなんですけど、
あれと同じ事が光でも起こるそうです。
前からものすごいスピードで飛んで来るロケットがあったとしましょう。
近付いて来る時には、自分とロケットの間の距離はどんどん縮まって行きます。
そうすると、ロケットから発せられた光(見えているロケットの姿)は、ロケットに追い付かれる様な感じになります。
(|=光)| | | | | | | | | | |□ロケット>|||||| 人(jonathanさん)
まぁ、こんな感じでしょうか。そうなると、jonathanさんから見た光は、
本来の周波数よりも圧縮されて(?)高い周波数になります。
そうなると、近付いて来るロケットは、周波数の高い青色に化けて見えるのです。
反対に、擦れ違った後のロケットは、より周波数の低い色、
赤く見えるんだそうです。
まぁ、これはあくまでも、光の速さの数10%などと言う、
とんでもない高速での話なので、実際に体験した人間は
まだいないと思うんですけどね(^^;

さて、ちょっと横道から入ってしまいましたが、
なぜ夕陽が赤く見えるのか・・・についてですね。
これは、地球が丸い事に起因しているのですが、

   ○(真昼の太陽)     
-------------------------------空気  ○(夕陽)

   人
-------------------------------地面

と言う図解をした時に、昼の太陽と夕陽の光では、
通過して来る空気の長さが違いますよね。
光が空気を通過して来る時に、光の中の成分が弱められてしまうのです。
それは、sailorさんのおっしゃる様に、周波数による吸収率の違いが原因なのか、
高い周波数の光が、次第に弱められて低い周波数の赤い光に変ってしまうのか、
その辺は私にはちょっと判らないんですが(^^;
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この回答へのお礼

ありがとうございました

よく理解することができました。

Jonathan

お礼日時:2001/02/22 23:03

=====LITHRONE様=====


いえいえ、あれはあれで大変判り易かったですよ。
あの実験、今度やってみようかと思っちゃいましたもん(笑)<三十路
ただ、私がこう言う、嫌な性格の為、粗探しをしただけの事です(^^;
『自分に甘く 他人に厳しく!』(笑)

=====puni2様=====
やっぱり、色々な意見が出るのって、楽しいですよねぇ?
先日、他の質問のところで『議論や意見交換がしたいんなら他へ行け』
みたいな事を言われたんですよ。そもそも向こうが挑発的な意見を出して来たのに。
まぁ、今我々がこうやって、常識だと思って語っている事も、
もしかしたらその内に、間違いだった事が判って、
新しい常識ができたりするのかも知れませんね。
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kenkenkent様へ



>先程、LITHRONEさんの参考URLも拝見したんですが、
>光の散乱について、今一つ理解しきれなかった、
>『なぜ青い光は散乱するのに赤い光は届くのか?』

そこまでの説明をする技量と余裕がなかった為、前回の回答になりました。なるべく分かりやすく、という事を念頭に置きましたので.....。

さいわい、後の方々がその点について、回答しておられるので私も拝見させて頂きました。

つくづく人間(他の生物も)の生きていられるのは、地球のシステムのおかげだと痛感させられます。
もし、大気というものが、短い波長(紫・青系)よりも長い波長(黄・赤系)を散乱させる働きが強ければ、可視光よりもっと短い波長である紫外線や放射線が、遮断される事なく地上に降り注ぎ、とても人間の住める所ではないでしょう。(現に大気の薄かった大昔、最初の生物は有害な光の届かない海の中で誕生しました)

ちょっと話がそれてしまいましたが、今回の教訓「人間が生きていられるのは、夕日が赤いおかげである。」(ちょっと強引か?)
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kenkenkent様への回答


こちらこそ,ちょっと重箱の隅をつつくような書き方だったかもしれません。申し訳ありませんでした。

地球が平面だった時の,太陽に近い端にいる人…という考え方を読んで,思わずうーんとうなってしまいました。
地球から太陽までの距離は,地球の大きさに比べるとはるかに遠い(直径の1万倍以上)というのがすでに知識としてあったので,
そこまで発想が至りませんでした。こんなふうにいろいろと別の考え方をしてみるのも楽しいものですね。

jonathan様
本来なら,上の文章は質問に対する回答ではないので,「回答への補足」に書きたいところですが,システムの設定上,質問者以外はそれができないので,ここに書かせていただきました。ご了承ください。
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=====puni2様=====


最初に『無関係』って書いておくべきでしたね。
最後に『横道から入った』とは書いたものの、
無関係とは一言も書いていないのに気付きました。
以後注意する様にします。
『太陽高度が低いと大器の中を長く通るのは、
地球が丸くなくても(平らでも)起こります』と言われて、
一瞬『あ~、そう言えばそうかな~』なんて、納得しかけたんですが、
もし、仮に地球が平面だった場合、その端の方にいる人
つまり、地面の端から、大気層の厚さよりも短い距離にいる人には
太陽高度が下がった方が、太陽光が届き易くなってしまう可能性もありますね。
もちろん、反対側の、太陽から最も遠い側にいた場合、その限りではありませんが。

先程、LITHRONEさんの参考URLも拝見したんですが、
光の散乱について、今一つ理解しきれなかった、
『なぜ青い光は散乱するのに赤い光は届くのか?』と言う理由が、
dragon-2さんの説明で少し理解できた様な気がします。
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ちなみに,ドップラー効果は,夕焼けの色や青空の色とは関係ありませんので念のため。



話がややこしくなってきましたが,私は,siegmundさん,dragon-2さんほかの回答でよろしいかと思います。
また,細かいことですが,太陽高度が低いと大器の中を長く通るのは,地球が丸くなくても(平らでも)怒りますね。じゃなかった,起こりますね。
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なるほど,LITHRONE さん紹介のHPはわかりやすいですね.



夕日が赤いことと,空が青いことは同じ理由と言われています.
空気中の分子などによって光が散乱されるとき,
レイリー散乱では散乱の強度が波長の4乗に逆比例します.
すなわち,短い波長の光(青寄り)の方ほど強く散乱されます.
散乱された青い光がみえるので,空が青い.
一方,もともと白色光の太陽光は青成分が散乱されてしまったので,
いくらか赤く見えます.
HPにあるように,太陽高度が低いと空気中を長く太陽光が通って来ますので,
それだけ青成分が余計散乱されて少なくなる,すなわち赤成分が多くなって,
朝日や夕日が赤く見えることになります.
可視光線で波長が長いものと短いものとでは,倍くらい波長が違いますから,
4乗に比例するとなると,16倍くらいも散乱強度が違うことになります.
レイリー散乱については
http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=36827
を参照下さい.

なお,sailor さんのおっしゃるとおり,赤外線は人間の目では見えません.
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 太陽光線の可視光線の話です。

光は大きう分類すると電磁波で、波動であるが、光以外にも、放送局などの電磁波、マイクロ波、エックス線なども同じ種類の波動です。違いは波の幅(波)、大きさ(振幅)です。紫外線と可視光線、赤外線も、波長が違うだけで種類は同じものです。
 可視光線とは、その名の通り、眼に見える光線です。逆の言い方をすれば紫外線、赤外線は眼には見えない不可視光線ということになります。プリズムを使った光の分解の実験では、プリズムを通った光束が、紫→藍→青→緑→黄→橙→赤と、虹のように別れていきます。その紫の外が紫外線、赤の外が赤外線です。ちなみに、可視光線は、波長が400nm(ナノメーター=10オングストローム)~800nm。紫外線は、14nm~400nmの範囲です。赤外線は、800nm~400000nmの範囲になります。
 さて、空気中には水や塵などがあります。これが光を反射するのですが、反射する物体が光の波長より小さい粒子になると、ふつうの反射と異なり、粒子に入射した光は粒子を中心にしてあらゆる方向に進みます。この現象を散乱とよんでいます。この散乱は、波長が短いほど著しく、紫の光は、赤い光に比べて、約10倍も強く散乱されます。
 このために、空は青く見えるのです。昼間は太陽光の通過する空気の層が比較的薄いので、太陽は白~黄色に見えます。夕方、太陽の位置は低くなります。太陽光の通過してくる大気の長さが長くなり波長の短い光は散乱され、目に届く光には、散乱されにくい赤い光が多くなります。このために、夕焼けは赤いのです。
 

参考URL:http://ns.iida.co.jp/yukihiro/light/experiment25 …
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この回答へのお礼

非常にわかりやすい説明ありがとうございました。

Jonathan

お礼日時:2001/02/22 23:08

え~と最初に赤外線が見えるのでありません。

赤外線とは人間の見ることのできる光(可視光線より波長の長い光のことで人間には見えません)で赤よりも波長の長い(外側の)と言う意味ですので、赤外線を肉眼で見ることはできません。さて本題のなぜ赤いかですが太陽の光は虹のときに見える赤~紫までのいろいろな光(可視光線に限って言えばの話です)が含まれいて、これがとても重要なことなのです。太陽が高い位置にあるときよりも低い位置にあるときのほうが光が空気の進む距離が長いことに関係します。光とは電磁波の一種で色とは波長(周波数)の違いです。光は空気中を進むとき空気に吸収されて弱くなりますが、空気は波長の違う光が通過するときにすべての波長を同じように吸収するのではなく
その波長によって吸収される度合いが異なります。波長の長い光ほど吸収されにくいので、空気中を長く通過しなくてはならない夜明けや夕方では赤に比べてほかの色の光が少なくなってしまうので全体として赤に見えるのです。
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非常に分かりやすく説明しているページがありますので、URLを紹介して回答とさせて頂きます。



参考URL:http://www.hbc.co.jp/tv/teleport2000/otenki/oten …
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 光は波であり、波の山の部分から次の山の部分(或いは谷から谷まで)までの距離を波長と言います。
 光に限らず、波は波長の半分の長さよりも小さなものには邪魔されないという性質があります。
 つまり、空気中に光の波長の半分よりも直径が小さなほこりが沢山浮遊していても、光はそこまで小さな埃には邪魔されませんから、そのまま真っ直ぐ進む事になりますから、その空気は透明で、ほこりが何も無い様に見えるのです。
 赤い光とは、可視光線(目で見る事の出来る光の事)の中でも波長が長い光の事を言い、その波長はだいたい0.00062~0.00075mmの範囲になります。
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 つまり、0.00025~0.00031の範囲の直径を持つほこりは、赤い光にとっては透明ですが、青い光にとっては邪魔ものになる訳です。
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 空気中を通る距離が長くなれば、それだけ多くの青い光が散乱されますから、太陽光線に含まれる青い光の割合が少なくなります。
 青い光の割合が減って、赤い光が残るのですから、太陽が地平線に近くにある時は、地上にまで届く太陽光線に含まれている赤い光の割合が多くなり、赤っぽく見える事になります。
 赤い光で照らされるのですから、雲や、空気中のほこりも赤っぽく見える様になり、そのために、空が赤くなって見える訳です。

 朝焼けや夕焼けで空が赤くなるのは、光の波長に関係があります。
 光は波であり、波の山の部分から次の山の部分(或いは谷から谷まで)までの距離を波長と言います。
 光に限らず、波は波長の半分の長さよりも小さなものには邪魔されないという性質があります。
 つまり、空気中に光の波長の半分よりも直径が小さなほこりが沢山浮遊していても、光はそこまで小さな埃には邪魔されませんから、そのまま真っ直ぐ進む事になりますから、その空気は透明で、ほこりが何も無い様に見えるのです。
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この30%が一般家庭向けに実用化されたとしても、現状ではコストが合わないそうです。
【家庭用電気料金並(23~24 円/kWh 程度)にコストダウンすることが必要である。
そのためには、太陽電池の材料コストを低減することとともに、光エネルギーの変換効率を向上することが強く求められている。】(http://www.ryutu.ncipi.go.jp/chart/denki/denki16/frame.htm)
だそうで、実用化についてはこのあたりがネックだとか。

ちなみに、高効率太陽電池には、単結晶シリコン、化合物半導体、色素増感型の3つのタイプがあるそうです。現在材料コストの安い光触媒機能を応用した色素増感型が注目されていますが、変換効率10%の壁を越えられないのが現状のようです。
ポイントは、色素増感型の場合、吸収できる波長の領域が狭いため、太陽エネルギー全体で言えばロスが多い。そこで、吸収できる領域を広げるための研究が行われています。
期待したいところですが。。。なかなか進まないのが現状のようです。

以上

参考URL:http://st-seimitsu.shinshu-u.ac.jp/~seimitsu3a/sikisozoukan.htm

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