光の散乱・分散
光の散乱・分散 赤なら赤、青なら青といった1つの色しかない(1つの波長しかない)光を 単色光 といいます。それに対して、様々な波長の光を含んだ光を 白色光 といいます。人間の目に白く映るからです * 逆にいいますと、様々な波長を含んでいないと人間は「白」と感じません。 閉じる 。この様々な波長を含んだ白色光を、ガラスでできた三角形の角柱( プリズム
赤なら赤、青なら青といった1つの色しかない(1つの波長しかない)光を単色光といいます。それに対して、様々な波長の光を含んだ光を白色光といいます。人間の目に白く映るからです * 逆にいいますと、様々な波長を含んでいないと人間は「白」と感じません。 閉じる 。この様々な波長を含んだ白色光を、ガラスでできた三角形の角柱(プリズム)に通すと屈折によって様々な色に分離されます。波長の比較的長い赤はあまり曲げられず、波長の比較的短い青は大きく曲げられます。これを光の分散といいます。 * 「分散」に似た言葉に「分光」という言葉があります。正確なことはわかりませんが、「分光」は動詞的に使って「分散」は名詞的に使うような気がします。「白色光はプリズムで分光することができる。このことを光の分散という。」といった使い方をすると思います。 高校物理では「分散」という言葉だけを使います。 閉じる
色の種類はきっちり7つに分けられるわけではありませんが、以下の順番は一応覚えておいた方がいいです。 <波長が長い> 赤 → 橙 → 黄 → 緑 → 青 → 藍 → 紫 <波長が短い> * 「せきとうおうりょくせいらんし」と覚えます。 閉じる
一般的な物質中では波長が短いほど光速が遅い光速が遅いということは絶対屈折率が大きいということであり、波長によって速さが違うということは波長によって絶対屈折率が違う、ということになるのですが、絶対屈折率の項で紹介した表ではその数値を確定的に列挙していますが、これは厳密には、波長が 589.3 nm の光が各媒質の中を進むときの値のことです。589.3 nm より小さい波長の光においては(光速が遅くなるので)列挙された数値よりちょっと大きくなります。ややこしいです。
ホイヘンスの原理による説明において、赤色波、青色波、紫色波によって \(v_2\) の値が異なり * \(v_2\) の値が、媒質2固有の値というよりも、媒質2と各種波固有の値、ということです。 閉じる 、角度 \(r\) の大きさが異なります。
スペクトル
右図のように 赤 橙 黄 緑 青 藍 紫 と波長の順に並んだ色の帯をスペクトルといいます。
様々な色が連続しているスペクトルを連続スペクトルといいます。白熱電球の光 * 最近は白熱電球が売られなくなってきたので、若い方はこれを知らないかもしれません。「はだか電球」といわれてたやつです。触るとヤケドするくらい熱いです。
初期の頃のLED照明は線スペクトルでしたが、最近のは連続スペクトルです。自然な雰囲気の灯りです。 閉じる や太陽光によって得られるスペクトルで、主に高温の固体から出されます。
一方、水素やナトリウムから出る光のスペクトルは細い線状になっていて線スペクトルまたは輝線スペクトルといいます。これは原子から発せられるものなので原子スペクトルともいいます。
また太陽光のスペクトルにはところどころに暗線(吸収線ともいう)が入っていて、フラウンホーファー線といいます * 18世紀のドイツの物理学者ヨゼフ・フォン・フラウンホーファーが発見しました 閉じる 。これは太陽光が太陽のまわりの元素や地球の大気の酸素などによって特定の波長の光が吸収されてしまうためで、吸収スペクトルといいます。太陽光のスペクトルは連続スペクトルであり、吸収スペクトルでもあります。この吸収スペクトルを調べることによって太陽のまわりにどのような元素があるのかがわかります。