みんな、こんにちは！空を見上げたときに「どうして空って青いんだろう？」って思ったことはないかな？
雨の日や夜は違う色なのに、晴れた日の空はとってもきれいな青色だよね。
この記事では、そんな空の色のヒミツについて、わかりやすく解説していくよ。
この記事を読めば、なぜ空が青いのか、そして夕焼けはどうして赤くなるのかが、スッキリわかるはず！
太陽の光と空気のつぶつぶが起こす、まるで魔法のような現象を一緒に探検しに行こう！
先生
だいちくん、さくらちゃん、今日は「空の色のヒミツ」について一緒に学んでみようね！
だいち
わーい！先生、僕ずっと気になってたんだ！なんで空は青いの？
さくら
私も知りたい！雲は白なのに、空は青いのって不思議だよね。
先生
うんうん、とっても良い質問だね。実はその答えは、太陽の「光」が大きく関係しているんだ。まずはその「光」の正体から見ていこうか！
そもそも「光」ってなんだろう？色のヒミツを探ろう！
先生
みんなが普段見ている太陽の光って、何色に見えるかな？
だいち
うーん、白っぽい色かな？あとは、まぶしくて黄色っぽくも見える！
さくら
そうだね、透明な色って感じもする！
先生
そうだね、白や透明に見えるよね。でも実は、太陽の光には、虹の七色（赤、オレンジ、黄、緑、青、藍、紫）が全部混ざっているんだよ。
だいち
ええっ、本当！？あの白い光の中に、そんなにたくさんの色が隠れているの？
先生
そうなんだ。例えるなら、絵の具と同じだよ。赤、青、黄色、いろんな色の絵の具を全部混ぜると、黒っぽい色になるよね。光の場合はちょっと違って、全部の色を混ぜると「白色（透明）」に見えるんだ。
この隠れた色を見るための簡単な実験があるんだよ。理科の実験で「プリズム」という三角形のガラスを使ったことはあるかな？太陽の光をプリズムに通すと、光が分かれてきれいな虹の帯が見えるんだ。これは、光がプリズムの中を通るときに、色によって曲がり方が少しずつ違うから起こる現象なんだよ。
さくら
わあ、きれいだろうなあ！光の中に虹が隠れてるなんて、なんだかロマンチックだね！
先生
そうだね。そして、それぞれの色には「波」としての性質があって、波の長さが違うんだ。赤い光は波の長さが長くて、のんびり進むイメージ。一方で、青や紫の光は波の長さが短くて、せかせかと小刻みに進むイメージだよ。この波の長さの違いが、空の色を決める大きなカギになっているんだ。
だいち
へぇー！光に波があるなんて知らなかった！赤はのんびり屋さんで、青はせっかちさんなんだね。面白いなあ。
光が色を持っていること、そして色によって波の長さが違うこと。この2つを頭の片隅に置いておいてね。これがわかると、次の「なぜ空は青いのか」という謎が、とってもわかりやすくなるからね。まずは、太陽の光は「いろんな色の集合体」だということを覚えておこう！
空が青く見える本当の理由！「光の散乱」をマスターしよう
先生
さて、いよいよ本題だね。どうして空は青く見えるのか。その答えは「光の散乱（さんらん）」という現象にあるんだ。
さくら
さんらん？なんだか難しそうな言葉だね…。
先生
大丈夫、とっても簡単だよ！「散乱」というのは、光が何かにぶつかって、あちこちに散らばることを言うんだ。スーパーボールを壁に向かって投げると、いろんな方向に跳ね返っていくよね？あんなイメージだよ。
地球には、私たちを守ってくれている「空気」の層があるよね。この空気の中には、酸素や窒素（ちっそ）といった、目には見えないとっても小さなつぶがたくさん浮かんでいるんだ。太陽からやってきた光は、この空気のつぶに「バンッ！」とぶつかるんだよ。
だいち
なるほど！太陽の光が、空気のつぶつぶにぶつかるんだね！
先生
その通り！そして、ここからが面白いところだよ。さっき、光の色によって波の長さが違うって話をしたのを覚えているかな？
さくら
うん！青い光は波が短くて、赤い光は波が長いんだよね！
先生
大正解！実は、波の長さが短い青い光は、空気のつぶにぶつかったときに、特にあちこちへ散らばりやすい性質を持っているんだ。
例えるなら、青い光は小さなピンボールみたいなものだと思ってごらん。空気の中というピンボール台に入ると、あちこちの釘（空気のつぶ）に当たって、カンカンカン！といろんな方向に弾かれていくんだ。一方で、波の長い赤い光は、大きなボールみたいに、あまりぶつからずにまっすぐ進むことができる。
だいち
そっか！だから、僕たちのいる場所には、いろんな方向に散らばった青い光がたくさん届くんだね！
先生
その通りだよ、だいちくん！空のいろんな方向から青い光が私たちの目に届くから、空全体が青一色に輝いて見えるというわけさ。これが、空が青い理由なんだ。もし地球に空気がなかったら、光は散乱しないから、宇宙みたいに空は真っ暗に見えるはずなんだよ。
さくら
へぇー！空気が青い光を散らかしてくれてるんだね！なんだか空気がお掃除してくれてるみたい！
先生
面白い例えだね！まさにそんな感じだよ。青い光が空いっぱいに広がることで、私たちはあの美しい青空を見ることができているんだ。
じゃあ、どうして夕焼けは赤いの？昼と夜で空の色が変わるフシギ
だいち
先生、質問！空が青い理由はわかったんだけど、じゃあ夕方の空、夕焼けはどうして赤やオレンジ色になるの？青い光はどこに行っちゃったの？
先生
だいちくん、素晴らしい質問だね！それもちゃんと理由があるんだよ。ヒントは「太陽と地球の距離」に関係しているんだ。
さくら
太陽までの距離が変わるの？
先生
厳密に言うと、太陽の光が通ってくる「空気の層の長さ」が変わるんだ。お昼の時間、太陽は私たちのほぼ真上にあるよね。このとき、太陽の光は空気の層を一番短い距離でまっすぐ通り抜けてくる。
でも、夕方になるとどうかな？太陽はだんだん低い位置、つまり地平線に近づいていくよね。そうすると、太陽の光は、空気の層を「ななめ」に、とっても長い距離を通ってこなければならなくなるんだ。
マラソンで例えてみようか。お昼は100メートル走みたいに、すぐにゴール（私たちの目）にたどり着く。でも夕方は、42.195キロのフルマラソンみたいに、とてつもなく長い距離を走らないといけないんだ。
だいち
なるほど！夕方は光が通る道が長くなるんだね！
先生
その通り！そして、あちこちに散らばりやすい青い光は、短距離走は得意だけど、長距離走は苦手なんだ。長い長い空気の層を通っている間に、青い光は途中で力尽きて、あちこちに散らばりきってしまう。だから、私たちの目まで届かなくなっちゃうんだ。
さくら
あ！だから夕方の空は青くないんだね！
先生
そういうこと！じゃあ、代わりにどの色の光が届くと思う？
だいち
もしかして…長距離走が得意な、赤い光？
先生
大正解！波が長くて散らばりにくい赤やオレンジの光は、長い空気の層をまっすぐ通り抜ける力があるんだ。だから、私たちの目には、力強く走り抜けてきた赤やオレンジの光だけがたくさん届く。これが、夕焼けが赤く見える理由なんだよ。
昼間は青い光がたくさん散らばって空が青く見え、夕方は青い光が届かなくなり、代わりに赤い光が届くから空が赤く見える。太陽の位置が変わるだけで、こんなにも劇的に空の色が変わるなんて、本当に面白いよね。
さくら
すごい！昼と夕方で、目に届く光の色が変わってたんだね！謎がとけた！
まとめ：空の色のヒミツ、わかったかな？
先生
さあ、今日は空の色のヒミツについてたくさん学んできたけど、どうだったかな？
だいち
うん、すっごくよくわかった！太陽の光には色んな色が混ざっていて、その中の青い光が空気のつぶつぶにぶつかって散らばるから、空は青く見えるんだよね！
さくら
夕焼けが赤いのは、太陽の光が通る空気の道が長くなって、青い光が途中でいなくなっちゃうから！代わりに赤い光が届くんだよね！
先生
二人とも、完璧だよ！今日のポイントをまとめてみようか。
- 太陽の光は虹の七色が混ざってできている！
普段は白く見えるけど、実はたくさんの色が隠れているんだ。 - 空が青いのは「光の散乱」が原因！
波の短い青い光が、空気のつぶにぶつかって空いっぱいに広がるからだよ。 - 夕焼けが赤いのは「光が通る距離」が長いから！
散らばりやすい青い光は途中で届かなくなり、散らばりにくい赤やオレンジの光が私たちの目に届くからなんだ。
こうして考えてみると、毎日見ている空の色にも、科学の面白いヒミツがたくさん隠れていることがわかるよね。空気があるおかげで、私たちは美しい青空や感動的な夕焼けを見ることができる。当たり前だと思っていた景色も、理由を知るともっと特別に見えてこないかな？
だいち
うん！これからは空を見上げるのがもっと楽しくなりそう！友達にも教えてあげようっと！
さくら
私も！自由研究のテーマにもいいかもしれないね！
先生
それはいいね！身の回りには、まだまだたくさんの「ふしぎ」が隠れているよ。これからも色々なことに「なんでだろう？」って興味を持って、一緒に謎を解き明かしていこうね！
