灯り

光は、人間の目で検出することができる波長を持つ電磁放射の一形態です。それは、電磁スペクトルのごく一部であり、太陽のような星によって放出される放射線です。動物も光を見ることができます。光学として知られる光の研究は、現代物理学の重要な研究分野です。光が不透明な物体に当たると影ができます。

光は、波と粒子の両方の性質を示す電磁放射です。光は光子と呼ばれる小さなエネルギーパケットで存在しています。それぞれの波には波長や周波数があります。人間の目は、それぞれの波長を異なる色として見ています。虹は、可視光のスペクトル全体を示しています。別々の色は、外縁から入ってきて、通常、赤、オレンジ、黄、緑、青、藍、紫としてリストされています。その他の色は、特別なカメラや機器でしか見ることができません。赤の周波数以下の波長は赤外線と呼ばれ、バイオレットよりも高い波長は紫外線と呼ばれています。

光の他の主な性質は、強度、偏光、位相、軌道角運動量です。

物理学では、用語光は時々、可視かどうかにかかわらず、任意の波長の電磁放射を指します。この記事では可視光について説明します。一般的な概念については、電磁放射の記事をお読みください。

鏡に映った物体を見ることができるのが反射の法則です。

駅構内に金属の模様から光が射し込む
駅構内に金属の模様から光が射し込む

光について

真空中では、光は毎秒299,792,458メートル(毎秒約186,282マイル)の光速で移動します。つまり、光が太陽から地球に到達するまでには約8分かかります。ガラスの場合は、その約3分の2の速さで移動します。

光は一直線に動き、光の通り道が遮られると影ができます。固いものほど影が濃く、透明なものほど影が薄く、透明なものは影がないか、ほとんどありません。光は透明なものの中を最も簡単に通過することができます。光が真空中にないとき、はその最高速度よりもゆっくりと移動します。これまでに記録された中で最も遅い光は、時速39マイルで移動した。私たちの目は光に反応します。何かを見るときには、それが反射する光、またはそれが発する光を見ます。例えば、ランプが光を放ち、ランプと同じ部屋にある他のすべてのものがその光を反射します。

光の色にはそれぞれ波長があります。波長が短ければ短いほど、光の持つエネルギーは大きくなります。光の移動速度は、そのエネルギーに依存しません。部分的に透明な物体を通過することで、光の移動速度はごくわずかに遅くなります。

白色光は、さまざまな色の光を足し合わせてできています。白色光がプリズムを通して照らされると、さまざまな色に分裂してスペクトルになります。スペクトルには、私たちが見ることができる光のすべての波長が含まれています。赤色の光は最も波長が長く、紫色(紫)の光は最も波長が短いです。

紫よりも波長の短い光を紫外線といいます。また、紫外線よりもさらに波長の短い光には、X線やガンマ線があります。赤色よりも波長の長い光を赤外線といいます。電波は、赤外線よりもさらに波長の長い電磁波の一種です。電子レンジで食品を温めるために使われるマイクロ波も電磁波の一種です。私たちの目にはこれらのエネルギーを見ることはできませんが、それを見ることができるカメラがあります。目に見える光も目に見えない光も、様々な形の光が電磁スペクトルなのです。

雨粒の中で光が屈折すると、虹ができます。雨粒はプリズムのような役割を果たし、スペクトルの色が見えるようになるまで光を屈折させます。

カラー

光や色はアナログ情報の一形態です。しかし、電子カメラやコンピュータのディスプレイは、デジタル情報を扱うものです。電子カメラやドキュメントスキャナーは、フルカラー画像を赤、緑、青に分離することで、カラー画像のデジタル版を作成します。その後、デジタル・ディスプレイでは、これら3色のピクセルだけを使用します。コンピュータの画面では、明るさのレベルを変えて、この3色だけを使用しています。脳はこれらの色を組み合わせて、画像内の他のすべての色を見ることができます。

人は物には色があると考えています。これは、物体を構成する分子が特定の光の波を吸収し、他の光の波は跳ね返ってしまうからです。人間の目は、吸収されなかった光のすべての波長を見て、その組み合わせで色の印象を脳に残します。

レーザービーム
レーザービーム

ブダペストの虹は、可視スペクトルの色を示しています。
ブダペストの虹は、可視スペクトルの色を示しています。

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