光の正体とは?

♠ 光とは何? ♠

 

光の正体は電磁波だと言えます。

では電磁波とは?

電場と磁場が作る放射エネルギーの1つで、

電気と磁気が共に作用する場の周期的な変化で起こる波動のことです。

(イギリスの物理学者マックスウェルは光は電磁波の一種で有ると記しています。)

 

電磁波は波長の長さによって種類があり、

長波長側から、テレビやラジオ、携帯電話からでる電磁波、

レーダー波、赤外線、紫外線、X線、ガンマ線など、

電磁波は私たちの身近な存在であります。

 

電磁波は波の性質を持っています。

しかしただの波ではありません。

かたまりをもった粒子という性質も持っています。

 

ひとつひとつの光のかたまりは、光子と言い、原子よりはるかに小さいミクロなものです。

原子は原子核と電子、原子核は陽子と中性子、さらにクオークと細分化され、

光子はそれ以上分割できない光の最小の単位とされています。

 

波長とは

電磁波の波動における山から山まで、

または谷から谷までの長さでエネルギーの種類を表し、

波長の長さはnm(ナノメートル)という単位で評価を表します。

1nmは10億分の1m(100万分の1mm)

 

振幅とは

電磁波の波動曲線の基線からの隔たり(山から谷までの半分)で、

エネルギーの大きさを表します。

一般に振幅といっているのは最大振幅のことで、

電磁波では普通波動曲線の上下の真ん中にある基線からの隔たりをいい、

ボールが地面に落ちて弾むような波動の場合は基線を谷底にとるので、

振幅は山から谷までの長さとなります。

したがって振幅の解説が異なりますが、

ここでは(振動の山から谷までの半分の長さ)をいいます。

 

エネルギーの大きさは、波長によって差があり、波長が短い(周波数が高い)ほど

エネルギーは大きく、波長が長い(周波数が低い)ほどエネルギーは小さくなります。

青い光はエネルギーが高く、赤い光はエネルギーが低いということになります。

 

遠赤外線は赤い可視光線より波長が長い電磁波で、身体をじわじわ温めるのに対して、

紫外線は青い可視光線よりも波長が短い電磁波で、短い時間で肌を焼いてしまいます。

これが波長(周波数)によるエネルギーの大きさの違いです。

 

(例)夏に白い服を着たほうが涼しいのには根拠が有り、

白色はあらゆる波長の光を反射する性質が有り、

日光が布地に当たってもほとんど反射してしまいます。

よってエネルギーも反射してしまいます。

だから布地が熱くならないのです。

ところが黒い服はあらゆる波長の光を吸収してしまうので、

布地がエネルギーを受けて温度が上がってしまい、夏にはより暑く感じてしまうのです。

 

また雪は白いから、太陽から降り注ぐ光(紫外線」)の多くを反射する性質があるので、

スキー場で反射光と頭上からの直射日光を浴びて雪焼けしてしまうのです。

(備考)雪は氷の結晶なので無色透明ですが、乱反射によって白く見えるのです。

 

 

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