目まぐるしく毎秒186,282マイルで宇宙を移動する可視光は、すべての電磁放射を含む光の広域スペクトルのほんの一部です。 ある種の光の波長に敏感な目の中の円錐形の細胞のために、可視光を検出することができます。 他の形態の光は、波長が小さすぎるか大きすぎて私たちの目で検出できないため、人間には見えません。
白色光の隠された性質
私たちが白色光と呼ぶものは、まったく単一の色ではなく、可視光の全スペクトルがすべて組み合わされたものです。 人類の歴史のほとんどでは、白色光の性質は完全に知られていませんでした。 アイザックニュートン卿がプリズムを使用して白色光の背後にある真実を発見したのは1660年代になってからでした– ガラスの三角形の棒–光をすべての異なる色に分解し、それらを再組み立てします 再び。
白色光がプリズムを通過すると、その構成要素の色が分離され、赤、オレンジ、黄色、緑、青、藍、紫が現れます。 これは、光が水滴を通過して空に虹を作成するときに見られるのと同じ効果です。 それらの分離された色が2番目のプリズムを通して輝くとき、それらは一緒に戻されて白色光の単一のビームを形成します。
光のスペクトル
白色光と虹のすべての色は、電磁スペクトルのごく一部を表していますが、波長があるため、私たちが見ることができる光の形態はこれらだけです。 人間は380から700ナノメートルの間の波長しか検出できません。 紫は私たちが見ることができる最も短い波長を持っていますが、赤は最も長い波長を持っています。
通常、他の形態の電磁放射光とは呼びませんが、それらの間にはほとんど違いがありません。 赤外線は私たちの視界のすぐ外にあり、波長は赤色光よりも大きくなっています。 暗視ゴーグルのような機器でのみ、皮膚やその他の熱を発する物体によって生成された赤外線を検出できます。 可視スペクトルの反対側では、紫色の光波よりも小さいのは、紫外線、X線、およびガンマ線です。
明るい色とエネルギー
明るい色は通常、それを放出する光源によって生成されるエネルギーによって決定されます。 物体が高温になるほど、放射するエネルギーが多くなり、結果として波長が短くなります。 涼しい物体は、より長い波長の光を作り出します。 たとえば、トーチランプを発射すると、最初は炎が赤くなりますが、火を上げると色が青になります。
同様に、星はその温度のために異なる色の光を発します。 太陽の表面の温度は摂氏5,500度前後で、黄色がかった光を放ちます。 ベテルギウスのように、気温が3,000℃低い星は赤い光を放ちます。 表面温度が12,000℃のリゲルのようなより熱い星は青い光を発します。
光の二重の性質
20世紀初頭の光の実験では、光には2つの性質があることが明らかになりました。 ほとんどの実験は、光が波として振る舞うことを示しました。 たとえば、非常に狭いスリットを通して光を当てると、波のように光が広がります。 しかし、光電効果と呼ばれる別の実験では、ナトリウム金属に紫色の光を当てると、金属が電子を放出し、光が光子と呼ばれる粒子でできていることを示唆しています。
実際、光は粒子と波の両方のように振る舞い、どの実験を行うかに基づいてその性質を変えるように見えます。 今では有名な2スリット実験では、光が1つのバリアで2つのスリットに遭遇すると、動作します。 パーティクルを探しているときはパーティクルとしてだけでなく、探しているときは波としても動作します 波。