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光の特徴 (光と色の話 第2回) [光と色の話]

さて、前回は、光について簡単に説明してみましたが、今回は更に光の特徴をお話しようと思います。

前回、光は電波やX線と同じ電磁波で違いは波長だけ。人の目に捉える事が出来るから特別に感じるんだというお話をしました。この説明は間違いではありませんが、そもそも可視光を感じる器官(目)を持てたのは、この波長の電磁波が特別な性質を持っている事に因ります。その意味では、光とは特別な電磁波なんです。

電磁波は、波長によって様々な特徴を持っています。例えば、波長が短くなると直進性が強くなります。また、電波より短い波長の電磁波(赤外線・可視光・紫外線)は、物質に吸収されたり様々な相互作用を生じます。更に波長が短くなると物質と相互作用が殆ど無くなり、透過します。
この様な特徴から、電磁波は、様々に利用されます。直進性が光ほど高くない電波は、多少の障害物があっても進む事が出来るので、情報伝達の手段として、そして透過性の高いX線はレントゲンやCT撮影に用いられたりするんですね。


さて、話を光に戻します。光とは、一般的には赤外線・可視光・紫外線を指します。この波長の電磁波は、先ほどお話したように、物質に吸収されたり様々な相互作用を生じます。つまり周囲の状況を把握するために使い易いんです。だからこそ、生き物はこの波長に対するセンサー(目)を発達させたんでしょうね。では、なぜこの波長の電磁波(光)は物質と相互作用を起こすのでしょう?

それは、我々の身の回りの物質が、この波長の電磁波で励起されるからです。励起とは、物質の電子系を安定した状態(基底状態)よりも高いエネルギー状態(ここも、ある程度安定)になる事です。この時電磁波は、物質に吸収されたり、相互作用を起こしている事になります。そして、電磁波の中でもこの波長のエネルギーが分子を励起させるのに丁度良いんです。これについては、詳しく説明するとキリがないので、そのうち話をさせて頂きます。気になる人は、光化学の本を読んで下さい^^;
タグ:光と色の話
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t-usuda

様々な鉱物を楽しく拝見していますが、このような基本的なところから掘り起こした記事もとても興味深く読ませてもらっています。

鳥の観察をするため光学機器(望遠鏡、双眼鏡、etc.)を手にすることも多いのですが、初めのうちはなぜこうもピンキリなのか訝しく思ったものです。その理由を考え初め、光の振る舞いがいかに複雑か、それまでまるで認識していなかった自分に唖然としたものでした。

これからも楽しみにしております~。
by t-usuda (2008-09-05 23:17) 

optimist

t-usuda さん、こんばんは。
中学生でも何とな~く分かったような気がする位の話にしたいな~とは思っているのですが、どうなります事か・・・。皆さんのコメントに励まされながら、暫く挑戦してみようと思います。

光学機器は、天然ではないですが、蛍石や水晶等鉱物と関わりも深いですよね。波長板やらグラントムソン,ウォラストン,ローション等の各種プリズム等々、奥が深くて私も良く分からん所があります^^;
私は、どちらかと言うと顕微鏡やマイクロスコープに触れる機会が多いのですが、こちらも価格がピンキリですね。
それにしても、この手の光学系の設計が出来る人を尊敬します。
by optimist (2008-09-06 00:20) 

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