|
＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊
Index 一章 二章 三章 四章 五章 六章 七章 八章 九章
1 大気中の日光 top
① 七色の虹
|
虹のでき方 空中の雨滴が日光を分折して17色できる｡
そして見る人の目と雨滴と太陽の角度がきまり、
同じ角度の上に並ぶ雨滴は同じ色の帯となる。
|
雨あがりの大空に現われた虹
左上に副虹が見える
|
私たちが、プリズムに日光をとおすと、ガラス面にあたった光は、｀波長によって屈折の度がちがうので、七色の美しい色に分光します。
その結果前にものべたように、太暢の光が波長の長いほうから、赤、橙、黄、緑、青、藍、紫の順に色がならんだ美しい帯をつくります。
これを太陽スペクトルといいます。 |
雨粒に日光があたった場合も、プリズムと同じように、光が空気から雨粒に入るとき分光作用をうけて、粒の内面で反射し、粒から空気に出るとき、さらに屈折して分光されます。
赤は約百三十七度、紫は百四十度にそれぞれ方向を変えるので、雨粒からでる光は、太陽をまうしろに見て、赤は四十三度の円周の上に、紫は四十度の円周の上にならび、缸となって私たちの目にうつるのです。
つまり、赤は円の外側に、紫は内側になり、黄その他の色は、この間にならんで、七色の缸となるのです。
この虹を主虹といって、もっともあざやかに美しく見えるものです。
このも虹の外劇に、色の配列が逆になって、外側が紫、内側が赤となってできる缸が副虹といいます。
これは日光がもう一度雨粒の中で反射して、約五十度の円となって現れたものです。
虹にはこのほか、主虹（しゅこう）の内側や副虹（ふくこう）の外側に、かすかに現れるものがあり、これらを過剰虹（かじょうこう）といいます。
虹は、雨粒の大きいものほど色あいがあざやかになり、霧のような細い粒になると、白色になってしまいます。
霧にできる虹を白虹（はくこう）といいます。
② 日がさ月がさ top
|
日がさ月がさのてきるわけ
|
太陽を中心にてきる複雑なかさ
|
またカサは、日や月のまわりにできる淡い光の環で、これを日がさ、月がさなどとよんでぃます。
このカサの現象をこまかくしらぺると、日や月を中心として、半径約二十二度にできる内示と、半径約四十六度にできる外濠と、それからこのカサをつらぬく幻日環（げんじつかん）や、幻日（げんじつ）などがあります。 |
このカサというのは、上層雲の氷晶がプリズムの役をして日光を分光し、虹と同じように光の環をつくるものです。
氷晶は六方晶形で、結晶面の角度は六十度、九十度、百二十度の三とおりあります。
このうち日や月の光りが、六十度の角度で屈折したものは、半径二十二度の円錐の上にあるものか一番強い光を出すので、ここにカサが現れます。
これを内暈（ないうん）といって、内側が赤く、外側が紫になっています。
氷晶面の九十度の角で屈折した光は、半径四十六度に外暈（がいうん）として現れます。
外暈の色も内暈と同じく外側が紫で、内側が赤となっています。
幻日は太陽の左右にできる光の強い点で、ここから外側にむけて、光った
線がのびることがあります。
③ 室はなせ青いか top
|
空気分子により日光が散乱をうけるのて
太陽付近は淡黄色，遠くは青色となる
|
暗紫色の成層圖下部のジェット流に生じた雲
夕陽の光線は斜めに空気の層を通るため短波光か吸取されて赤く見える
|
静かな水面にうかんでいる小舟に、波がよせていって、舟をゆりうごかすと、その振動で、新しい波がおこり、もとの波とは、全くべつの方向へちらされてゆきます。
光は、この波とおなじように、こまかい粒子につき当るとその粒テを振動させ、その振動によって光がちらされます。
このように光がこまかい粒子にあたって散らされる作用を、光の散乱といいます。
イギリスの物理学者ロード・レーリーが大気中の光りの散乱をくわしく研究した結果、日光が空気中を通過する場合、空気分子による散乱光のつよさは、波長の四乗に逆比例することを発見しました。 |
つまり日光は、大気の層によって散乱をおこしますが、散乱光の中には、紫や青の短波長の光が一番多く、従って太陽から遠い所の空が濃い青色に見え、太陽の近くは黄色や赤色に見えます。
ですから富士山に登山して、山頂で見る大空の色は平地で見る空の私よりもずっと濃く、紺色に近く見えます。
また二十二キロの上空を探検した、アメリカのスチブンス大尉は、いっそう紺色の暗い紫色のなかに、かがやく太陽を見たにちがいありません。
このように大気の上層では、空の色は暗紫色に見え、地上では青色に、さらに空気の層がますと、黄色から赤色に変ってゆくことは、光の散乱によって考えられることです。
朝焼けや夕焼けの空の色が橙色をしたり赤色に見えるのは太陽の高度が低いと、日光は大気の層を斜めに通って来るので、その経路が非常に長くなるため、光の散乱によって、紫や青が減り、残った黄、燈 赤などにみえるのです。
2 空気のいたずら top
① 春のかげろう
私たちが春の暖かい日などに、野原や街路に出てみると、屋根や地面の上から、ゆらゆらと、ほのおのようなものが立ちのぼっているのを見ます。
これをかげろうといいます。
かげろうは、春のうららかな景色を表わしますが、夏でも町かどや船の煙突や、機関車の外側など、空気が暖められるところには、ほのおの立ちのぼるような、ゆらめきを見ることがあります。 これは空気が暖められて、軽くなって上昇するためです。
かげろうの中では、あたたかで密度の小さい空気と、冷たく密度の大きい空気がまじり合って上昇しますから、前のほうからくる光が、密度の大小によって、不規則に屈折し、見えたりかくれたり、上下左右にゆらめいたりするのです。
このありさまは、ちょうど焚火のほのおを通して、ものを見るようです。 |
春になるとユラユラと大地から立ちのぼるのどかな“かげろう”
|
② 星のまぱたき top
私たちが、冬の夜、外に出て星空をあおぐと、星がキラキラとまばたいているのを見ます。 これをくわしく調べると、二秒から三十秒くらいに一回のわりでまばたきます。
これは、つぎのような理由によっておこります。
大気の上層には、暖かい空気とつめたい空気の層がかさなっているところがあり、この二つの層の速度がちがうと、その不連続面に波がおこります。この波を研究者の名をとってヘルムホルツ波といいます。 |
ヘルムホルツ波のため星の光はまげられ、星はまぱたきます
|
満天に銀の砂子をまいたような星月夜
天ノ川が美しく横たわっている
|
この暖かい空気の層と、その下のつめたい層を、星の光が通るとき、光は屈折します。
しかも不連続面におこる波の振動のために、光はゆらゆらとゆらめいて、かげろうの場合と同じように、星が見えたりかくれたり、また光の強さに変化をおこします。
それからこの不連続面では、分光作用もおこるので、星の色もすこし変化します。
このようなところから、私たちには星のまばたきと見えるのですが、この星のまばたきも、かげろうと同じく気流の乱れることが原因となっています。
しかしかげろうは、気流の上昇によって見えるのであり、星のまばたきは、気流の水平移動であるしこそがちがっています。
星のまばたきがはげしいのは、上層に強い風のあることを示しているもので、そんな時は、その翌日ごろ、地上にも風が強く吹くと思って、さしつかえありません。
③ 蜃気楼（しんきろう）と浮景（うきけい）のふしぎ
top
|
極地の海上にあらわれた“しんきろう”
|
しんきろうは空気の層の温度がちがうときに起る
|
蜃気楼や浮島、逃げ水などというものは、空気の層に、著しい温度の差があったときに、光が異常屈折をおこすことによる現象で、これと似た現象は、世界各地にいろいろの名でよばれているものがあります。
イダリアのファタモルガナ、中国の海市（かいし）、イギリスやフランスのミラージなどは、ほとんど同じものと思われます。
つぎにその代表的な現象を、二、三あげてみましょう。
砂漠のような広いところが、強い日射に暖められると、地面付近の気温は、非常にのぼります。
しかし上の空気はひえていますから、これらの層を光がとおるときは、光線は舟底形に屈折します。
この時一本の高い木を見ている人の目には、根本のほうからくる光と、頂きのほうからくる光とは、べつの屈折をうけてくるので、実際の像と逆さになった像が同時に見えます。
それで、ちょうど水面に影がうつったような感じをあたえます。 |
この現象は、一七九七年、ナポレオン一世のエジプト遠征のとき、仏兵がこれを見て、しばしば水面と間違えたのを、従軍していた数学者のモンジュ氏が興味をもってこれに解説をあたえました。
そこでこれをモンジュの現象とよんでいます。
また夏の極地の海面のように、空気の層が海水より暖かい場合は、砂漠の現象とは反対に、海上の地物から発する光は、アーチの形に屈折をうけて、観測者の眼に入ります。
このため遠景がうきあかって見えたり、海上の船などが空高く逆さに見えたり、さまざまな景色をうつしだすことがあります。
これらの現象は、イギリスのダインス氏がはじめて明らかにしたので、ダインスの現象といっています
。わが国でも、この現象に似たものとして、富山湾の蜃気楼（しんきろう）が有名ですが、これはダインスの現象の一種と考えられます。
以上のべたところは、空気の密度の差が、上下の方向に重なっている場合におこる現象ですが、これが水平にならんでおこる現象もあります。
スイスのジュネーブ湖にその例が見られます。
ここでは、地物や船の姿が、左右にならんだり移動したりします。これをジュランヌの現象とよんでいます。
私たちが、夏の晴れた日に、鋪装道路の上を遠くから見ると、水がたまったように見えて、そこに自動車や人間の影がうつって見えることかあります。
これは昔から、武蔵野の逃げ水といわれて、人々に知られた現象ですが、これもモンジュの現象にすぎません。
マホメット教の教典コーランのなかに“不信なる者はセラブの如く、渇いた者が慕いよっても、いよいよ近づけば何ものもない”とありますが、このセラブというのは、つまり逃げ水のことでしょう。 |
砂漠のかなたに、さかさに現れた“しんきろう”
|
|
夏になると東京の町々にあらわれる逃水
|
④ 火の玉とエルモの火 top
昔から、夏の夜ばなしとして話題をにぎわす怪談のなかには、火の玉や怪しい光りものがたくさんでてきます。
これらの光の現象も、今日では、かなりその原因が説明されるようになりました。
それらの中に、火の玉というものがあります。一時は、そんなものは迷信だとされていましたが、本当に実在するものもあります。
昭和八年の十二月十四日の夕刻、長野県上諏訪小学校で、あざやかな緑色をした、
鶏卵より大きめな光の玉が現れて、校舎の屋根の上を、フワフワと波うちながら、蝶がとぶように動いていったのを見た人がありました。
八人の人がたしかに見たというのですから、実在したにちがいないでしょう。
また昭和十一年二月四日、静岡県の韮山村（にらやま＝現伊豆市）に火の玉が現れました。
その日の午後七時すぎ、農家の庭先の木の下で、パッと明るく花火のように赤い光が発して、数秒後にはきえたといいます。
その高さは三メートルものぼったといいますが、このような現象が、この晩三回もおこり、数人の家族がみています。
四回めには、プスッという音を発して、二メートルくらい高く、竹垣ごしに五色の幟（のぼり）のように美しく光り、一分間たらずで消えたということです。
|
高い山などで時々見ることができる“ブロッケンの怪光”
|
このような現象に似たものが、東京麻布のある家にも現れたということですが、これらは大体付近に落雷があったときにおこる、球電（きゅうでん）という電光の一種と考えられます。
火の玉といわれるなかには、このほか隕石、地震にともなう発光、エルモの火、知らぬ火などといわれるものが、含まれることがあります。
隕石とは前にものべたように、流星が燃え残って地上に落ちたものです。
エルモの火は空中電気が非常に強くなった時、地物の尖端から青白い光を発するもので、いわゆるプラッシ放電の一つです。
イギリスの水夫は、船の帆柱のさきにでたこの光を見て、セント・エルモにささげる火と名づけたといいます。
また九州の有明湾に見える知らぬ火は、漁船の灯火だともいわれ、また夜光虫の光だともいわれています。 |
プラッシ放電といわれるセント・エルモの火
|
|
有明海のふしぎとして昔から有名な不知火
|
top
＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊ |
