Micha クラシックとリュートの楽しみ

クラシック音楽とリュート、自然・科学の話など

光の屈折  

物が地面に落っこちる、光は水やガラスを透ると折れ曲がる、日常、当たり前に見ている現象は普通、気にも止めませんが、ガリレオやニュートンのような人は、何故なんだろうと考える人だったんですね;micha
さて、光は真空中で秒速29.979万kmと、自然界の最も速い空間移動速度である、
(29.979←「憎くくなく」と憶える)
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光が進む様子を見せてくれた宇宙の大実験室特異変光星 V838 Mon
また光は空気や水、ガラスなどの透明物質を通ると速度が遅くなることがわかっている、電磁波同士は反発し合うが、光も電磁波の一種であり、透明な物質も電荷を帯びた電子や陽子が電磁波をまとっている、その電磁波と光とが反発し合い、光の速度は遅くなるそうだ。
プリズムや屈折レンズはこの遅くなる性質を利用したもので、光は電場と磁場が振動する一定の幅を持った波としての性質があり、この波が進んでいく様子を軸で繋いだ車の両輪に置き換えてみる、(*両輪とも同じ速度で進もうとする独立した駆動力を持っているとする)
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光の屈折を"車輪"に置き換えたイメージ図
滑らかな舗装面を進むときは抵抗が少ない、斜め角度で砂地に侵入すると、まず片側の車輪が砂の抵抗を受け遅くなる、もう片方の車輪はまだ舗装面上で今までの速度で進もうとする、ここで向きが変わり、両輪とも砂地に入った時点から直進し始める、ただし砂の抵抗で前より遅くなる。この舗装面が空気中で、砂地がガラスに相当する。光がガラス中を通過し、再び空中へ出るときは、この図を逆向きに辿るのと同じで、速度も空気中での速度に戻る。
以上は平板ガラスの場合だが、プリズムやレンズの面は光の入る側と出る側の角度が違うので、透過後はその角度に応じた方向に進む。
また、波長の長さ(色)によって抵抗の受け方が違い、波長の短い青や紫の方ほど強く抵抗を受け、屈折率が大きい。これがプリズムの効果であり、屈折望遠鏡の色収差の原因である。
004a_2016120910584272c.jpg 001 d
なお反射望遠鏡の反射鏡は普通の鏡と異なり、ガラスの表面に金属メッキがされており、ガラス内を透過しないので屈折は生じない。

ご覧いただき、ありがとうございました。
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category: 科学・自然・雑学

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