光は横波であると同時に粒子でもある。

光子

光子は質量や電荷が0であるため安定している。
また、光子1個の持つエネルギーは次のようにあらわされる。
E=h\nu =h{\frac{c}{\lambda}}
また進行方向にもつ運動量は
p=\frac{h\nu}{c}={h \over \lambda}

光の減衰の法則

光の強さは距離の2乗に反比例する。(ケプラー)
これは、球の表面積が
4\pi r^2であらわされることに由来し、
I(r)=\frac{I_o}{r^2}

光ファイバー

全反射を利用したもの。

プリズム

波長が短い光ほどよく曲げられる。
逆に、波長が長い光はいかなる媒体内でもあまり影響を受けずにスムーズに通過する。
青はよく曲がり、赤はあまり曲がらない。

空気中の水の水泡が各々プリズムの役目を果たすことで、
波長の短い青系の光は大きく曲げられるため、下側に、
波長の長い赤系の光は緩やかに曲げられるため、上側に見える。

磁気ディスク(CD,DVD)


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回折格子の原理より、波長λの光に関して、
格子間ABの距離をdとおくと、人間の眼に対する角度をいずれもθとして、
d\sin \theta=m\lambda(mは整数)
と表せる。dは定数であり、dsinθが経路差となる。したがって、波長λの光が強く見えるためには、
ディスク平面上に対して、
\sin\theta =\frac{m\lambda}{d}(mはできるだけ小さい数字)
を満たす角度から見ればよいから、
波長の短い青系の光は角度の小さい位置から見え
波長の長い赤系の光は角度の大きい位置から見える。
また、ある定位置から見る時に、存在しうるmの値が複数存在する場合は、
この色の並びが繰り返し見られることになる。

シャボン玉

薄膜の効果によって膜で光が反射し、
その航路差によって任意の波長の光が増強される。
入射角をθとおくと、光路差は2ndcosθ'(sinθ/sinθ'=n/1)
よって2ndcosθ'=mλ となるときその波長の光が強く見える。

モデル図的な解説はできるが、磁気ディスクの場合ほど体系化するのは不可能。

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最終更新:2012年08月23日 14:27
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