水は透明なのになぜ海は青いのか

背景

みなさんは、海を見て「なぜ海は青いのだろう」と疑問に思ったことはありませんか？
実際に水は透明ですし、色素もありません。しかし、明るい日中には海が美しい青色に見えます。

海が青色に見える理由は、光の屈折と散乱によるものです。
光は空気中では直進する性質を持っていますが、水中に入ると速度が遅くなります。
この速度の変化により、光の進路が曲げられます。この現象を光の屈折と呼びます。

さらに、光は水中の微粒子や分子と衝突することで散乱されます。
水中にはさまざまな微小な物質が含まれており、光がこれらの物質と反応することで散乱されます。
特に、水中に多く含まれる微粒子や塩分などは、光の青色の散乱効果が強いです。

光の中でも、波長の長い赤色やオレンジ色は水中でほとんど散乱されず、深くまで届くことができます。
一方、波長の短い青色の光は水中でより多く散乱されます。
ですから、私たちが海を見たときに感じる青い色は、海中に散乱された青色の光です。

さらに、遠くの海や広い海では、散乱された青色の光が私たちの目に届くため、
海全体が青い光に包まれることで、私たちは海を青く感じるのです。

以上のように、水は透明なのになぜ海が青いのかという疑問について、光の屈折と散乱が関係しています。
この現象から、私たちが普段目にしている青い海の美しさを知ることができます。