海が青い理由
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2021.02.16
晴天下の海がなぜ青いのかについては、水分子は赤色光を吸収しやすいこと や 大気や海水は青色光を散乱しやすいこと や 青色光に比べて赤色光は海面で反射されにくいこと などの理由がありますが、その中で最も大きな原因は次のことではないかと考えます。
「 海面は、 白色の天然光( 太陽光 )を反射しているのだが、 同時にまた、 大気によって天然光から散乱された青色光を反射している。 そのために、 海は青色を呈する。」
反射とは境界面で起こる跳ね返りのことであり、 散乱とは微小物質によって起こる跳ね返りのことです。
晴れた日の昼下がりに、 岬の尾根に立って、 南側の海と北側の海とを見比べてみると、 北側の海は彩度の高い藍色( コバルトブルー )をしており、 南側の海は、 彩度の低い青緑色( マリンブルー )をしています。 別に北側の海がサンゴ礁になっているわけではありません。( サンゴ礁の海は、 海底でも青色光をよく反射しますので余計に青く見えます。)南側の海も北側の海も平等に、 大気によって天然光から散乱された青色光を反射しているはずです。 海の青さは、 海面が反射する青色光にどれくらいの強さの天然光の反射が加わるかで決まるのではないでしょうか。 南側の海はいわゆる逆光のため天然光の反射が比較的強く、 北側の海は逆に天然光の反射が比較的弱くなっています。 青色光に天然光が多く混じるほど、 彩度が低下して緑色に近くなります。
ちなみに、沈下橋がたくさんあることで有名な四万十川の水は晴天下では、 緑色をしています。 それは、 川の両岸に緑の山が迫っているからです。 木の葉は、 緑以外の光を吸収して光合成をしています。 ですから、 大気によって天然光から散乱された青色光も吸収し、 緑の光だけ反射しています。 したがって、 四万十川の水面や川底は、 緑色光と天然光を反射し、 緑色を呈します。