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講義No.04074

なぜ空は青く、夕焼けは赤いのか

黄砂にかすむ太陽が、太陽の真の姿

 毎年、春先には中国大陸から黄砂が飛んできます。飛来する黄砂の量が多い日は、太陽が白っぽく見えます。白っぽく見えるのは太陽だけではなく、まわりの空も白くかすんだようになります。
 実は黄砂の時の太陽こそが、その本来の姿を現しているのです。そもそも太陽が出している光の色は白です。地球上の生き物はすべて、基本となる波長が太陽の光に合っているから、白を無色として認識するのです。言い換えるなら人類は太陽の下で生きているから、太陽の光の色を白と認識するのです。仮に私たち地球人には赤く光って見える星で生まれ育った宇宙人がいるとしましょう。その場合、彼らは、地球人にとっての赤色を無色と認識するはずです。

空が青く、夕焼けが赤い理由

 大気中には、窒素や酸素などの空気分子が無数にあり、太陽の光を散らしています。空気分子の大きさはオングストロームレベル、すなわち10のマイナス10乗メートルです。これくらい小さいと、太陽の光の中でも波長の短い方の光を散らします。光の波長にしておよそ400ナノメートルぐらい、すなわち青い光です。つまり太陽の光は空気分子に当たり、青い光を強く散乱するために、空が青く見えるのです。
 夕焼けの時には太陽が地平線に近いところにあるため、光は地上から見ると昼間より大気圏内を長く通ります。そこで青は散乱しつくされ、赤い光だけが残って見えるのです。

光を感じるメカニズム

 可視光の波長はだいたい380ナノメートルから780ナノメートルの範囲に収まります。短い方が青で、長い方が赤、緑がその中間でだいたい600ナノメートルです。
 光を感じると目の中で光化学反応が起こり、その刺激が視神経を伝わって脳に伝達され、脳内の視覚分野で色として認識されます。だから同じ波長の光を受けても、その色の感じ方には個人差が出ます。
 日常に潜む色の不思議さを理解し、光の色を科学的にとらえ表示することで、天体現象や理論計算の結果を正しく美しく表現することをサイエンスデザインと呼んでいます。

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この学問が向いているかも 天文学、天文教育

大阪教育大学
教育学部 教員養成課程 理科教育専攻 教授
福江 純 先生

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メッセージ

 将来どんな学問分野に進むとしても、基本的な読み書きと計算能力をまず身につけておいてください。読み書きの力をつける方法は簡単で、本をたくさん読むことに尽きます。読むのは活字でありさえすれば、ライトノベルでもいいですし、漫画でも構いません。計算能力を高めるには手を動かして計算することです。これらの基本的な力さえしっかり養っておけば、文系理系を問わず、大学で困ることはないでしょう。加えて遊びも部活もがんばってください。1日は24時間あるのですから、眠らないつもりで挑戦すればなんでもできるはずです。

先生の学問へのきっかけ

 小学生の時から宇宙や未来の話が好きで、特にマンガ『鉄腕アトム』には大きな影響を受けました。さらに高校生の頃には、相対論やブラックホールの不思議さに魅せられて、大学では天文学の分野に進みました。大学院に入った時に、運良くブラックホールの活動天体を研究することになって、夢が叶いました。趣味は読書ですが、アニメも大好きで、ゲームもよくしています。

先輩たちはどんな仕事に携わっているの?

小学校教員、中学校教員(理科)、高等学校教員(物理、地学)科学館・博物館の学芸員(天文担当)他大学博士課程進学&天文分野の研究員総合商社・一般企業SE(おおよそ多い順に)

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 本学は、我が国の先導的な教員養成大学として、教育の充実と文化の発展に貢献し、とりわけ教育界における有為な人材の育成をとおして、地域と世界の人々の福祉に寄与する大学であることを使命としています。この使命を達成するため、実践的な教職能力を養う優れた教員養成教育を推進し、豊かな教職能力を持って教育現場を担える学校教員を育成するとともに、学術と芸術の多様な専門分野で総合性の高い教育を推進し、高い専門的素養と幅広い教養をもって様々な職業分野を担える人材の育成をめざしています。

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