なぜ雪は白いのか？｜物理で解説する冬の自然現象

光の散乱・氷の結晶構造から読み解く雪の雑学

冬になると、あたり一面を真っ白に染める「雪」。私たちは当たり前のように「雪は白いもの」と認識していますが、なぜ雪は白く見えるのでしょうか。本記事では、物理学の視点から「雪が白く見える理由」をわかりやすく解説します。
光の性質、氷の結晶構造、さらには身近な例まで交えながら、冬の自然現象に隠された科学の雑学を深掘りしていきます。

雪は本当に白いのか？

まず大前提として、雪そのものに白い色素が含まれているわけではありません。実は、雪を構成する「氷」や「水」は基本的に無色透明です。
それにもかかわらず、私たちの目には真っ白に映る――その秘密は「光の反射と散乱」にあります。

光の正体と「白」の正体

光とは、さまざまな波長をもつ電磁波の集合体です。
太陽光や白色光には、赤・青・緑などすべての可視光の波長が含まれています。

• 特定の色だけを吸収し、他を反射すると「色」が見える

• すべての波長をほぼ均等に反射すると「白」に見える

雪は後者の性質をもつため、白く見えるのです。

雪を白くする最大の要因「光の散乱」

雪が白く見える最大の理由は、**光の散乱（多重散乱）**にあります。

雪は、無数の小さな氷の結晶が集まってできています。これらの結晶は、

• 形が複雑で不規則

• 表面や境界が非常に多い

という特徴を持っています。

光が雪に当たると、

1. 氷の結晶の表面で反射

2. 内部に入り込んで屈折

3. 別の結晶に当たって再び反射

という現象を何度も繰り返します。この結果、光はあらゆる方向に散乱し、すべての波長が均等に目に届くため、雪は白く見えるのです。

氷の結晶構造と屈折率の違い

ここで重要なのが「屈折率」です。
氷と空気では屈折率が大きく異なります。

• 空気 → 屈折率 約1.0

• 氷 → 屈折率 約1.31

この差があることで、光は境界面で大きく曲がり、反射・屈折が起こりやすくなります。
雪は「氷と空気の境界」が非常に多い構造をしているため、光が逃げにくく、強く散乱するのです。

透明な氷が白くなる不思議

「氷は透明なのに、なぜ雪になると白いの？」と疑問に思う方も多いでしょう。

ポイントは大きさと集合体です。

• 大きな氷の塊 → 光が直進しやすく透明

• 細かい氷の結晶が大量に集まる → 光が乱反射し白く見える

これは、すりガラスや発泡スチロールが白く見える原理と同じです。
素材は透明でも、内部構造が複雑になると白く見えるのです。

新雪と古い雪で白さが違う理由

実は、雪の白さは時間とともに変化します。

新雪が特に白い理由

• 結晶が鋭く、角が多い

• 空気を多く含み、散乱が強い

古い雪が白くなくなる理由

• 結晶が溶けて丸くなる

• 表面が滑らかになり散乱が減少

• 汚れや水分を含む

そのため、踏み固められた雪や春先の雪は、やや灰色や透明感のある見た目になるのです。

雪が白いからこそ起こる現象

雪の「白さ」は、自然環境にも大きな影響を与えています。

アルベド効果

雪は光を強く反射するため、地表の温度上昇を抑える効果があります。
これをアルベド（反射率）効果と呼び、地球の気候バランスにも深く関係しています。

まとめ｜雪の白さは物理の結晶

雪が白く見える理由は、

• 雪自体は無色透明

• 無数の氷の結晶が光を多重散乱させる

• すべての波長が均等に反射される

という、光と物質の相互作用によるものです。

何気なく見ている雪景色も、物理の視点で見ると一層奥深く感じられます。
次に雪が降ったときは、その白さの中にある科学を、ぜひ思い出してみてください。

2025.12.14(令和7年)