光は波？

なぜ光は波長であらわすのか、教えてください。

No.4 ベストアンサー 回答者： hagiwara_m 回答日時： 2002/05/07 21:07

観点を少し変えてコメントします。

光が波であることを実感するためには、干渉や回折と呼ばれる現象を目のあたりにするのが一番です。私の経験では、レーザー光を顕微鏡用のスケール入りガラス板に当てるというのが一番明快な実験です。明暗交互のパターン（光のスポット列）が見事に壁に映ります。通る径路の長の差によって強め合ったり弱め合ったりする、こんなことは波でなければ考えられない、、と心底実感できます。

ところで、波には、伝播速度(v)、振動数(f)、波長(λ)、という３つの属性があり、これらは、v=fλ という関係で結ばれています。ですから、このうちの２つを指定すれば、波を表したことになります。

(電磁波でない)力学的な波の速度は、媒質の種類と状態によって大きく変わる可能性がありますが、光(電磁波)の速度というのはほとんど変わることがありません（真空中なら完全に一定）。そこで、大抵の場合は、残る振動数と波長のうちの一つを指定すれば十分です。このうち、振動数は、波を発生したり受け取るものの機構(振動状態)を意識するときに便利です。そこで、光と同じ電磁波でも、テレビや通信用の電波は振動数で表現されています。しかし、光ともなると、振動を直接扱うには周波数が高すぎ(50万GHzぐらい)、かわって、回折などの(物理)光学的な扱いが重要になってきます。そこで、光学的扱いに便利な波長の方で表現されることが多いと考えられます。光が当たる物体のスケールが、波長より十分大きいなら回折・干渉は起きず幾何光学が成立ち、波長のオーダーに近づくと回折が顕著になる、、などという見方に都合いいわけです。

ただし、異なる物体に入射したとき保たれるのは振動数で、波長の方は変わってしまうことに注意する必要はあります。

この回答へのお礼

ありがとうございました。

お礼日時：2002/05/08 13:13

No.3 回答者： norimasa_m 回答日時： 2002/05/07 16:52

WOLVさんの回答に少し補足させてもらいます。

光を波長であらわすのは、光が波だからです。

一般に可視光線といわれている光、すなわち赤から紫までは存在する光のごく一部でしかありません。しかし、われわれ人には、それ以外の光を感受することが出来ないので、それ以外の波長(電磁波)を目で感じることは出来ないのです。
ただ、そのなかの波長の違いを、いろいろな色の違いとして見ています。
たとえてみれば、われわれは、ごく一部の波長しかピックアップすることが出来ないラジオのようなものですね。

ただ、われわれが目で見ることが出来ない光、例えば赤外線(赤の外側に位置する光なので、そう呼ばれてます)が肌に当たれば暖かく感じられます。
これは、目で見ることが出来る以外の光(波長)が存在することを手っ取り早く証明してくれます。

また、衛星天体望遠鏡ハッブルでは、可視光線以外の光で、天体を観測することにより、今までわれわれが確認できなかったいろいろな宇宙の秘密を教えてくれています。

この回答へのお礼

　ありがとうございました。

お礼日時：2002/05/07 17:35

No.2 回答者： acacia7 回答日時： 2002/05/07 16:52

プリズムにより白色光が７色に分離するのを見たことがあるとおもいますが、このことから光がさまざまな色の光から構成されている事がわかります。

いわゆる単色の光を二本の平行したスリットから通し、スクリーンに当てると、干渉縞が発生します。これは波が持つ特徴で光が波動性を持つ証拠の一つといえます。スリットの間隔やスリットとスクリーンの距離、縞の間隔、光の速度から光の波の波長が特定できます、

そこで、ある光の特徴を示すものとして「波長」が用いられるのです。

この回答へのお礼

ありがとうございました。

お礼日時：2002/05/07 17:34

No.1 回答者： wolv 回答日時： 2002/05/07 16:36

光と電波（電磁波）は同じものです．

ある波長の電磁波が光として見えます．

ただし，電磁波は粒子としての性質ももちます．

逆に，電子は主に粒子として考えていると思いますが，
電子も波としての性質も持っています．

キーワード： 光 波動性 粒子性 物質波

このことについて書いてあるホームページを検索してみましたが，
基本的に個人のホームページなので，URLを書くのはひかえます．

この回答へのお礼

ありがとうございます。キーワードを参考にもう1度調べてみます。

お礼日時：2002/05/07 16:47