地球大気による屈折

　大気層の屈折

　（１、屈折率）
　第１図は昨日の屈折原理の図です。　地球大気層の上空では、空気密度が少なく(屈折率も)低いが、下層に来るほど密度が濃く(水蒸気・ゴミ・ホコリ）なども増えて、屈折率が高くなってきます（第４図）。　←（１図の界面が多層に重なっている、とします）
　第１図は屈折の原理で、実際の光では、波長によって屈折角度は異なり（２図中程の）ような分光（スペクトル）になります。　
　青色光は、波長が短く、（電気・磁気）エネルギーも大きいので、空気分子などに衝突しやすいが、赤色光は波長が長く、分子やチリなどの格子矢障害物をすり抜け易い。　従って
　青色光は進路が大きく曲がりますが、長波長の赤色光は殆ど曲がりません。　空が青いのは、短波長ほど屈折・散乱が大きいためです。

　（太陽の迎角）
　第３図のように、いま（地球図面の上部)の人は、昼間の太陽なので（迎角が高く）光は大気層に対して垂直に（頭上から）入ってきます。大気層の厚さは（成層圏で１００キロ程度ですが）垂直に入射なので、直ちに地表に到着します。
　朝日や夕陽の場合は（高度角が低く）光は水平に近く入射するので（大気層を長距離水平に進む）ので、その間に、空気分子や水蒸気・チリなどの影響を大きく受けます。
　なお（夕陽が赤い）は間違いです。夕陽でもキレイな空なら青く見えています。　雲が拡がり空気に水滴が多いきは、夕陽に照らされて空が赤く見えるのです。

　（チリや埃による散乱）
　光が大気層を通るとき、空気分子などによって、波長が短い(青い光)ほど（レイリー）散乱します。　空が青いのは、このためです。　←（紫外線は、大気層による散や吸収でほぼ完全消滅されています）
　チリや水滴などは、波長に較べると、非常に大きい粒子なので、全色散乱で白色の雲になります。