하늘이 파란 이유에 대한 답은 무엇인가요?

하늘은 왜 파란색일까요?

우리가 보는 푸른 하늘은 공기 분자와 기타 입자에 의해 들어오는 태양 복사로부터 가시광선이 선택적으로 산란된 결과입니다. 산란 강도는 입자의 크기와 관련이 있습니다. 입자의 직경이 가시광선의 파장보다 작은 경우, 산란 강도는 파장의 4제곱에 반비례합니다. 서로 다른 파장의 빛은 서로 다른 비율로 산란됩니다. 이를 선택적 산란이라고도 합니다. 태양 복사의 가시광선이 대기로 유입되면 공기 분자와 입자(먼지, 물방울, 얼음 결정 등)가 햇빛을 주변으로 산란시킵니다. 햇빛을 구성하는 7가지 빛(빨간색, 주황색, 노란색, 녹색, 파란색, 남색, 보라색) 중에서 빨간색은 파장이 가장 길고 보라색은 파장이 가장 짧습니다. 파장이 긴 적색광은 투과율이 가장 높으며, 대부분 대기 중 입자를 직접 통과하여 지상에 도달할 수 있습니다. 파란색, 남색, 보라색 및 기타 파장이 짧은 빛의 색상은 대기 중 입자에 의해 쉽게 산란됩니다. 입사된 햇빛의 청색광(파장 0.425μm)과 적색광(파장 0.650μm)을 예로 들면, 빛이 대기를 통과할 때 공기 입자에 의해 산란되는 청색광이 적색광보다 약 5.5배 더 많습니다. 그래서 맑은 날에는 하늘이 파랗습니다. 그러나 하늘에 안개나 얇은 구름이 끼면 물방울의 직경이 가시광선의 파장보다 훨씬 크기 때문에 선택적 산란 효과가 더 이상 존재하지 않고 서로 다른 파장의 빛이 균등하게 산란되므로 하늘이 하얗게 보입니다.

단파장의 빛이 더 강하게 산란되면 하늘이 왜 보라색이 아닌지 묻게 될 것입니다. 그 이유 중 하나는 태양 복사의 가시광선이 대기를 통과할 때 공기 분자가 보라색 빛을 더 강하게 흡수하기 때문에 우리가 관찰하는 태양 복사의 가시광선 중 보라색 빛이 적지만 전혀 없는 것은 아닙니다. 비가 온 뒤의 무지개 보라색 빛을 쉽게 관찰할 수 있습니다. 또 다른 이유는 우리의 눈 자체와 관련이 있습니다. 우리의 눈에는 빨간색, 녹색, 파란색 원뿔이라고 불리는 세 가지 유형의 수용체가 있으며 해당 색상에만 민감합니다. 외부 빛에 의해 자극을 받으면 시각 시스템은 다양한 수용체에 대한 자극 강도, 즉 우리가 보는 물체의 색상을 기반으로 이러한 빛의 색상을 재구성합니다. 실제로 빨간색 원뿔과 녹색 원뿔도 파란색과 보라색 자극에 반응하는데, 이때 빨간색 원뿔과 녹색 원뿔은 동시에 파란색 빛으로부터 더 강한 자극을 받게 됩니다. 보라색이 아닌 파란색.