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하늘이 파랗게 보이는 이유는?
태양으로부터 오는 백색광은 지구를 둘러싸고 있는 공기층에 닿아서 사방으로 되튄다. 이를 빛의 산란이라고 하는데 더
정확히 말하자면 공기를 이루는 산소 질소 수증기 먼지 등과 같은 작은 알갱이들에 빛이 충돌해 사방팔방으로 되튀는 것이다.
그런데 자외선쪽(즉 파란 쪽)의 빛이 더 잘 산란되고 적외선쪽(즉 붉은 쪽)의 빛은 잘 산란되지 않는 성질이 있다.
파장이 긴 빛(붉은 빛)은 산란 단면적이 좁고 파장이 짧은 빛(푸른 빛)은 산란 단면적이 넓기 때문이다. 따라서 하늘은
일부 산란된 푸른 빛 때문에 우리눈에 파랗게 보이는 것이다.
저녁놀이 붉게 보이는 이유도 붉은 색의 빛이 잘 산란되지 않고 긴 공기층을 통과하여 우리 눈에 전달되기 때문이다.
즉 저녁 무렵에는 빛이 대기층을 비스듬히 길게 통과하여 전달되기 때문에 산란되지 않고 남은 붉은 빛이 우리 눈에 보이는
것이다.
가을이 되면 왜 하늘이 더 파랗게 보일까.
그것은 공기가 건조해져서 수증기나 작은 물방울들이 상대적으로 적어진다. 따라서 산소 질소 분자와 같은 매우 작은 알갱이들만
이 빛을 산란하므로 자외선 쪽에 더 가까운 빛(파장이 더 짧은 빛)이 더 잘 산란되는 것이다. 그래서 가을 하늘이
여름 하늘보다 더 푸르게 보이게 된다.
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