夕焼けはなぜ起こるのか?? 夕焼けは何でおきるの? • 太陽が西に傾くと光が空気中を通る距離が長くなり ます。そして周波数の高い青い系統の光が空気中 の分子と非共鳴反応する回数がより多くなります。 そのせいでより多く分散・吸収されてしまいます。そ の結果分散されにくい赤い光が残るので、赤い空と なるのです。 。 そのほかの要因 • 大気圏は地表に近いほど気圧が高く、空気の密度 が高くなっています。したがって、光学的密度も地表 に近いほど高くなっていて、三角形か台形のプリズ ムと考えることができます。夕日からの斜めの光が この台形プリズム状の空気層を通るとき、青に近い 光ほど屈折率が大きいので大きく曲がり、見ている 人に届くまでに地表に衝突して消滅してしまうので す。 夕焼けや朝焼けが起きる条件 • 1.天気がよく太陽の光が十分に地球表面ま で届くことです。*曇っていると太陽は見えな いし、青い光も赤い光も一様に雲に吸収され てしまうので、夕焼けは起こりません。 • 2.地球の周りに空気の層がないといけません。 *空気は波長の短い光を分散し、直進する 光路から消滅させる作用をします。 夕焼けや朝焼けが起きる条件 • 3.太陽が出している光にはいろいろな色(いろいろな波長の光)が あるからです。*普段は透明で色を持っていないように感じられま すが、実は、波長の短い青い光や中位の緑の光や長い赤の光な どが平均的に混ざっているために、無色透明、すなわち白色光に なっているのです。 • 4.光源の太陽が西に沈みかかって(東から昇ろうとして)いることで す。*太陽が斜めになるほど光が空気の層を通る距離が長くなり ます。空気の層が長くなると、青い光が一番空気中で散乱するの で、上空へ分散され、太陽を見ている人に届く青い色の光は殆ど 消滅してしまっているからです。*夕焼けは、光が最も長い距離空 気層を通って来る日没の時が一番強くなります。 • 5.空気の層は地表に近いほど濃密で一種のプリズムになっていて、 青い光は赤い光より空気密度の濃い方に大きく曲がる(屈折する) からです。*夕方の青い光は、空気層のプリズム効果で先に地表 に落ちて消滅し、見ている人のところには届きません。しかし、赤 い光は見ている人のところまで届くので、夕焼けが見られるのです。 その他1 • その他の付随現象とそのわけ *赤い光は物の境界(山など)で青い光よりも大きく曲がる (回折角が大きい)ので、山陰ではいち早く夕焼けを見ること ができる。 *大気圏がプリズムになっている事から、傾いた太陽は、本 当の位置よりも高く見えているのです.これは夜の月や星に も共通しています。太陽の上端が水平線に顔を出したときに は、実は、水平線の下 34 分 54 秒の角度の位置にあるの だそうです.これを時間に直しますと、2分 20 秒 ( 2‘20“ ) に なります。したがって、昼夜の時間が等しいと言われる春分 の日や秋分の日は、実際には、9分 20 秒 [(2'20"x2)+(2'20"x2)]昼の時間が長いことになります。 その他2 • *沈み行く太陽が横に伸びた楕円形になるのは、地表に近 くなるほど空気中の光学的密度が徐々に大きくなり、台形の プリズム状になっていることと、太陽からの斜めの光がこの 台形プリズムを通るとき、太陽の上端よりも下端の方から出 た光がより大きく曲がって来ているからです。そして目は、そ の光が曲がらずに真直ぐ来ているかのように知覚して見て いるからです。 • *都会の空は埃・煤煙・スモッグが多いので、夕焼けとは 別に、真っ赤に見える太陽が沈んでいきます。真っ赤な太陽 は奇麗ですが喜んでいるわけにはいきません。この現象は、 空気中に浮遊している埃・煤煙の成分分子(原子・電子)が、 空気の成分分子よりも、一層多くの短い波長の青系の光を 消耗する結果なのです。そして、空気が汚れているほど(特 に煤煙の炭素分子が多いほど)太陽は赤くなるからです。工 業や交通(今は工場よりもジ-ゼル機関が出す煤煙の方が 多いのでは)が発達して公害が悪化すると共に、太陽はより 赤味を増してきたと言えます。 空 • 青などの短波長の光が大気中の水蒸気、塵 やゴミなどの微粒子にぶつかり散乱するため、 空の色は青く見える。 まとめ • 物理はすごい。
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