一般小学生
まとめ
- 地球を取り囲んでいる空気の層であり、太陽光が通過する際に「散乱」や「屈折」を引き起こす場としての性質を持つ。
- 太陽光が大気中の微粒子に衝突して散らばることで、日中の青空や夕方の赤い空といった光学現象を生じさせる。
- 大気が巨大なレンズのような役割を果たすことで、皆既月食の際にも赤い光を屈折させて月面まで届け、月を赤銅色に見せる。
解説
地球を包む大気は、太陽から届く可視光線に対して複雑な物理現象を引き起こします。太陽光が大気中の窒素や酸素分子、あるいは塵などの微粒子に衝突すると、光が四方に散らばる「散乱」が発生します。特に波長の短い青色の光は散乱されやすい性質（レイリー散乱）を持つため、日中、太陽が天頂付近にあるときは青い光が空いっぱいに広がり、空は青く見えます。
一方、夕方になり太陽が地平線近くへ移動すると、観測者に届く光は大気の中をより長く通過することになります。この過程で青色の光はほとんど散乱し尽くされ、散乱しにくい波長の長い赤色の光だけが目に届くため、空は赤く染まって見えるのです。
小学生のみなさんへ
地球のまわりには、たくさんの空気が積み重なった「大気の層」があります。この空気の層は、太陽の光が通りぬけるときに、光をバラバラに散らしたり、レンズのように曲げたりする不思議な力を持っています。
昼間の空が青いのは、太陽の光が空気のつぶにぶつかって、青い光が空いっぱいに広がるからです。夕方になると、太陽の光が空気の中を長いきょり通らなければならなくなります。すると、青い光はとちゅうで消えてしまい、残った赤い光だけがとどくので、空が赤く見えるのです。
また、月が地球のかげに完全にかくれる「皆既月食」のとき、月が真っ暗にならずに赤っぽく見えることがあります。これは、空気の層がレンズのような役割をして、赤い光だけを月のほうへ曲げて届けているからです。
ルラスタコラム
もし地球に大気がなかったら、空は昼間でも真っ暗に見えます。月には空気がほとんどないので、太陽が出ていても空は黒いままなんですよ。地球の美しい青空や夕焼けは、空気の層があるおかげで見ることができる特別な景色なのです。
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