엄마, 아빠, 하늘이 왜 파란색이에요?

하늘을 파랗게 만드는 것은 무엇인가요?

그 해답은 청색광이 대기 중에 어떻게 산란되는지에 있습니다. 즉, 낮에 하늘이 파랗게 보이는 것은 햇빛의 파란색 파장이 다른 색보다 대기에 의해 더 효율적으로 산란되어 하늘이 모든 방향에서 파랗게 보이기 때문입니다.

긴 답변을 이해하려면 몇 가지를 알아야 합니다. 첫째, 햇빛에는 무지개의 모든 색(빨강, 파랑, 초록 등)이 포함되어 있다는 것입니다. 또한 대부분의 경우 빛은 직선으로 이동한다는 사실도 알아야 합니다.

그림 2 우리는 눈에 직접 닿는 빛만 볼 수 있습니다.

태양은 구형이기 때문에 빛이 사방으로 퍼져나갑니다. 하지만 우리는 우리 눈에 직접 닿는 빛만 볼 수 있습니다. 우리는 다른 방향으로 나가는 다른 모든 빛을 보지 못합니다. 그리고 한 가지 더 알아야 할 것이 있는데 다음에 설명하겠습니다.

산란된 청색광 중 일부가 우리 눈에 도달하여 하늘이 파랗게 보이는 것입니다. 실제로는 수십억, 수십억 개의 청색광 광자가 하늘에 산란되어 하늘 전체를 파랗게 만듭니다.

그림 4 수십억 개의 산란된 청색광이 하늘을 파랗게 보이게 합니다.

우주에서 본 하늘이 파란색인 이유는 무엇인가요?

우주에서 우주 비행사는 자신을 둘러싼 푸른 하늘을 보지 못합니다. 이는 지구 대기의 밀도가 높은 부분 밖에 있기 때문에 모든 방향으로 햇빛을 산란시킬 수 있는 공기 분자가 충분하지 않기 때문입니다. 이 산란이 없으면 태양이 밝게 빛나고 있어도 하늘이 검게 보입니다.

하지만 그렇다고 해서 지구 자체가 파란색이 아니라는 의미는 아닙니다. 우주에서 볼 때 지구는 바다의 반사와 지구 대기, 특히 지구의 곡선 가장자리를 따라 햇빛이 산란되기 때문에 여전히 파랗게 보입니다.

이 구분은 중요한 개념을 강조합니다. 푸른 하늘은 관측자가 대기권 안에 있어야 하지만, 푸른 지구는 햇빛이 지구 전체와 상호작용하기 때문에 멀리서도 볼 수 있습니다.

적색광과 녹색광은 왜 하늘에 흩어지지 않나요?

파란색 광자와 녹색/빨간색 빛의 주요 차이점은 파장에 있습니다. 파란색 파장은 녹색이나 빨간색 파장보다 짧기 때문에 대기 입자에 부딪힐 때 더 쉽게 흩어집니다.

적색 및 녹색 광자는 산란을 일으키지만 청색 광자보다는 덜 산란합니다. 태양에서 나오는 적색-녹색 광자의 대부분은 태양으로부터 직선으로 이동하여 우리 눈에 도달하지 않습니다.