LIGHT & AIR / 空の色の実験
空はなぜ青く、夕日はなぜ赤い？
同じ太陽の白い光なのに、昼と夕方で空の色が変わる。空気中で光がどう散らばるかを見てみよう。
30秒でわかる答え
太陽の光には多くの色が混ざっています。空気分子は、赤い光より青い光を強く散乱するので、空が青く見えます。夕方は光が大気を長く通り、直進して届く光から青い成分が減り、赤や橙が目立ちやすくなります。
- 青い光
- 短い波長空気分子により強く散乱されやすい
- 赤い光
- 長い波長相対的に直進して届きやすい
- 夕方の光
- 長い道のり低い太陽からの光は大気中を長く通る
ILLUSTRATED JOURNEY
白い光が、青空と赤い夕焼けになるまで
色の混ざった日光と、空気分子・粒子による散乱を別々に考えましょう。
日光はいろいろな色が混ざったもの
太陽の白っぽい光には、赤・橙・黄・緑・青など、さまざまな波長の光が含まれています。
人の目で見える範囲を「可視光」と呼びます。
昼は、青い光が四方八方に散らばりやすい
空気分子のように小さな粒子は、波長の短い光ほど強く散乱させます。空の各方向から届く光に青が多くなります。
紫は青より散乱されやすいものの、目の感度や太陽光の分布も色に影響します。
夕方は青い成分が途中で減る
低い太陽の光は、観察者に届くまで長く大気を通ります。青い光が進路から散乱で抜け、赤・橙が目立つことがあります。
黄砂や煙・雲・エアロゾルで見え方は変わります。
TOUCH AND DISCOVER
太陽の高さと空気中の粒子を変えてみる
太陽高度を上げ下げし、空気分子と大きな粒子の違いを比較。散乱しやすい色と光の通り道の関係をつかみます。
空の色 / LIGHT PATH
見えている色は分子散乱の説明用に合成したもので、実際の気象条件やカメラの色を再現しません。
光の通り道を比較する
空気分子は短波長の青を強く散乱します。
LEARN AT YOUR LEVEL
宇宙のふしぎを、もう少し。
入門から少し専門的な話題まで。4つの段階で、知っておきたいポイントを短く紹介します。
太陽の光はひとつの色ではない
太陽光にはたくさんの色が混ざっています。空気を通ると色によって進み方が少し変わります。
- 昼の空は青く見えることが多い。
- 夕方には赤・橙が目立つことがある。
空気分子は青い光を多く散らす
短い波長の光ほど分子で散乱されやすくなります。
- 空を見ると、さまざまな方向に散乱された青い光が目に届く。
- 低い太陽からの直射光は大気中を通る距離が長い。
雲やエアロゾルは単純な青空を変える
粒子が光の波長に比べて大きいと、分子と同じ式では表せず、白っぽい散乱やくすみが生じます。
- 粒径と成分、湿度、雲の有無で空の色は変化する。
- 空が紫一色にならないのは、光源のスペクトル・目の感度なども関係する。
専門散乱係数の波長依存は近似式
空気分子に適するレイリー散乱では、散乱の強さはおおむね波長の4乗に反比例します。
散乱係数 ∝ 1 / λ⁴ （粒子が波長より十分小さい場合）
- 450 nmの青色と650 nmの赤色では、同じ条件での分子散乱の強度比は理論上およそ (650/450)⁴ ≈ 4.35。
- 大きな粒子にはミー散乱などが必要で、粒径分布や複素屈折率を考慮する。
- 大気差・多重散乱・偏光・オゾン吸収などを省いた単純な透過式では正確な空色は再現できない。
比は単一散乱の概算です。大気の光学的厚さ・色表示は計測値ではありません。
1 QUESTION CHECK
図のあとに、1問だけ
夕日が赤く見えやすい主な理由は？
答えを1つ選んでください。
COMMON QUESTIONS
よくある誤解
青より波長が短い紫色に、空が見えないのはなぜ？
どんな夕焼けも同じ赤色？
科学的な前提と出典
レイリー散乱のλ⁻⁴則は、空気分子など小さな散乱体に適用する近似です。大きなエアロゾルや雲は、その式だけでは表せません。ラボの色・透過率は相対的な概念表示であり、観測値や写真色の再現ではありません。
資料確認日：2026-10-16