マンガでよめる痔のこと・薬のこと

よろしくお願いいたします。
ネットで朝の上がりたての太陽は紫外線量が少ないという記述を見て
???となりました。紫外線、可視光線、赤外線は波長の違いだと認識しているのですが
角度が変わると波長が変わり紫外線→赤外線みたいになるのでしょうか?
物理常識がないものでバカな質問かもしれませんが丁寧なご教授よろしくお願いいたします。

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A 回答 (5件)

こんばんは。



プリズムを使った分光実験とか虹とかを見るとわかりますが、
可視光のスペクトルは蛍光灯のように飛び飛びではなく、
紫・藍・青・緑・黄・橙・赤
という感じで、連続的に構成されています。

これに、可視光ではないものを加えると、
ガンマ線・X線・紫外線・紫・藍・青・緑・黄・橙・赤・赤外線・遠赤外線・電波
というふうになります。

以降、簡単のため、
紫外線・紫・青・緑・黄・赤
と書くことにします。


上空にある分子・微粒子による散乱(レイリー散乱と呼ばれます)のされやすさは、
紫外線 > 紫 > 青 > 緑 > 黄 > 赤
です。

ですから、
元々は、
紫外線+紫+青+緑+黄+赤
という構成であった光(の集団)が、散乱層の中を一定距離進むごとに、
紫外線+紫+青+緑+黄+赤  = 青白い
 ↓
紫+青+緑+黄+赤  = 青白い
 ↓
青+緑+黄+赤  = 白い
 ↓
緑+黄+赤  = 黄色い
 ↓
黄+赤  = 橙色

赤  = 赤

という順番で生き残ります。

つまり、散乱層が厚いほど、波長の短い紫外線、紫、青などが、より多く散乱されるわけです。
これを逆に捉えれば、晴天の空が青く見える理由が説明できます。
散乱されやすい紫、青の色だけが空全体の色になり、
そして、地上に届く太陽の色は、元々の青白さから紫や青を引き算した「黄ばんだ白」になっているのです。

朝方や夕方は、太陽の位置が低いので、斜めから光が向かってきます。これは散乱層が厚いことと同じです。
このとき、紫外線の大部分はカットされ、太陽や空の色は、黄色や橙色や赤になっています。



>>>角度が変わると波長が変わり紫外線→赤外線みたいになるのでしょうか?

これは、重要なところです。
散乱や減衰(吸収)によって、紫外線の波長が変わって赤外線になることはありません。
死ぬまで同じ波長です。
しかし、波長を変換する物質はあります。
それは「蛍光物質」です。
蛍光灯の内部では、電気により紫外線が発生していますが、
管(の内側)に塗られている3種類の蛍光物質によって、紫外線が光の3原色に変換され、白色が実現されています。
仮に上空に蛍光物質があるとしたら、空の色の構成は変わるということになるでしょうね。


以上、ご参考になりましたら。
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございました。
波長は基本的にかわらないのですね
蛍光物質のお話など知識が広がりました。
ほんとうにありがとうございました

お礼日時:2008/12/13 22:57

微粒子についてですが、(雲の白い理由)


ミー散乱をこれに適用するのは注意が必要だと考えています。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%9F%E3%83%BC% …

理論的にはレイリー散乱が大きな理由です。
これで空の青い理由も解決できます。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%AC%E3%82%A4% …

また、
地球大気との入射角でスペクトルはある程度分離します。
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございました。
お蔭様で散乱も深く学べました

お礼日時:2008/12/13 22:59

空気の中には色々な物質(塵の類)や水蒸気が含まれています。


その中を光が通過すると反射や分散、減衰を起こします。
空気を通ってくる距離(幅)によってその度合いは変わります。

太陽は大きく、地球に当たる光は直進します。
適当な大きさの同心円を描いてください。
外側が空気の層です。
内側が地面の層です。
それぞれ最上部(北極部分)と中心部(赤道部分)に平行に線を書いてみましょう。
極から太陽方向に延びる線の方が、赤道から太陽方向に延びる線より長いですよね。
つまりは、空気の層が厚いと言うことになります。
厚いと言うことは、紫外線などを減衰させる物質が多いと言うことになります。

朝夕の太陽が赤いのもそのせいです。
青い光は波長が短く、反射・減衰させられやすいのです。
赤い光は波長が長いので、最後の方まで残ります。
信号機の赤等は、遠くからでも分かるように赤なんです。
危険な色というわけではなくて、遠くからでも見えるから危険を知らせる色になったと言うことですね。

赤道付近は暑いですよね。
極付近は寒いです。
たった2万キロ程度の違いですが、これほどまで温度が違うんですよね。
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございました。
たとえがとてもわかりやすかったです。

お礼日時:2008/12/15 01:32

#1のお答えにある、屈折率もありますが、空気中の微粒子による散乱は空気長が長いほど大きくなります。


さらに散乱は波長が短いほど大きいので、朝、夕は太陽からの光が長い空気層を通りぬけるため波長の短い光はより散乱され易く、波長の長い赤みがかった光だけが観測にかかります。つまりは紫外線は届きにくいのです。
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございました。とても分かりやすかったです。
色々知らない事が多いですね、世の中は。
角度で紫外線の量が変わるとは思いもよりませんでした。

お礼日時:2008/12/13 22:05

 


波長が変ると屈折率が変り、地表に届かない光がでます。
だから夕日は赤いのです。

 

この回答への補足

ご回答ありがとうございます。

1。太陽の角度により波長は変わる
2。夕焼け、朝焼けは赤いので、紫外線側の波長は届いておらず
朝日には紫外線がすくない

上記2点正しいという事でよろしいでしょうか?

補足日時:2008/12/13 22:03
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