光学系に用いるレンズや波長板には、ARコーティングがされているらしいのですが、その原理が分かりません。
レンズなら99%反射、波長板なら99%透過するというのですが、この原理をできるだけ詳しく教えていただけないでしょうか。
参考書なども教えてもらえると助かります。
よろしくお願いします。

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反射防止」に関するQ&A: 反射防止膜

A 回答 (1件)

「反射防止コーティング」で調べると、資料がみつかるかと思います。


考え方としては、適切な屈折率(√(n1*n2)だったかな)で、光学的に1/4波長の厚さの膜をコーティングすると、膜の両面での反射が干渉して打ち消す(結果、反射を抑えることができる)という代物だったと思います。
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この回答へのお礼

「反射防止コーティング」で検索したところ、いろいろ分かりやすい説明がありました。
助かりました。どうもありがとうございました。

お礼日時:2009/06/03 20:01

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Q光学材料

光学材料

吸光度計について調べていたら光学材料というワードが出てきたのですが、吸光度において光学材料とは何を指しているんですか?
光学材料で調べてみると石英やガラスのことが出てくるのですが、光学材料とは吸光度計のセルのことを指しているのでしょうか?

Aベストアンサー

普通、「光学材料」といったら、光に関係する応用に用いる材料のことです。
応用はいろいろあるから、光学材料と一言で言ってもいろいろあります。

光学材料の英訳の「Optical Materials」などという名前の論文誌もあるくらいです。

物質科学という学問分野のうちの一大分野です。

光に関係する性質を応用するので、吸光度測定をして評価をするということでしょう。

例をあげると、光シャープフィルターをつくるための合金半導体や合金半導体の
ナノ粒子をドープしたガラス、反射防止コーティングを作るための、屈折率の異なる
透明材料(MgO、チタニア、シリカ)、紫外可視域の発光材料としてのGaNやZnO、
赤外通信用のEr添加ガラス、広い意味で光触媒も含まれるでしょうし、
誘電体もふくまれそうです。

Q偏光子、検光子、1/4波長板の物理的な原理

タイトルの通りなんですが、偏光子・検光子・1/4波長板の違いや、それぞれの物理的な原理などを教えていただけませんか?

Aベストアンサー

偏光子も検光子も直線偏向板です。
光の入射側に入れる場合が偏光子、反射や透過側に入れるのが検光子といいわけているだけです。

1/4波長板は、位相をπ/4ずらす機能が付いていて、ある偏向面で直線偏光を入射すると円偏光になります。入射偏向面を90度ずらすと左右の回転方向が変わります。中途半歩な偏向面で入射すると楕円になる。
これらは逆変換もできます。円偏光→直線偏光

詳しい原理は図を見ながらじゃないと理解しにくいので、調べてみて下さい。

Q光学分割剤について

光学分割剤の用途などとにかく光学分割剤のことなら何でもOKなのでお願いします.
本当に困っているので知っている方がいたら回答お願いします.

Aベストアンサー

rei00 です。

> フェニル基を持つカルボン酸の光学分割剤についてですね。

 「フェニル基を持つカルボン酸」が光学分割剤でしょうか? 「フェニル基を持つカルボン酸」を光学分割する光学分割剤でしょうか?

 後者であれば,カルボン酸の光学分割ですから光学活性アミンが使用されると思います。具体的に何かは,決ったものがあるわけではありませんので,一般論しか言えないと思います。

 先の回答で紹介した総説誌以外にも次のものも役立つかもしれません。

「化学増刊 97 不斉合成と光学分割の進歩」
 大塚齋之助・向山光昭 共編,化学同人,1982


> 一応トップシークレットらしいんで詳しい名前は出せないんですよ。

 でしたら,やっぱり上記の成書などを御覧いただくのが一番だと思います。御近所の化学系学部のある大学の図書館などにはあると思いますので,探してみて下さい。

Q反射率と波長について

SiO2膜に192[nm]~1100[nm]の波長の光をあて反射率を測定しました。
すると波長が大きいなるにしたがって全体的に反射率は減少しながら振動する傾向が見られましたなぜこうなるのでしょう。
波長が大きいほど屈折率が大きいのがなにか関係あるのでしょうか?
どうぞよろしくお願いします。

Aベストアンサー

> 今回はSiO2膜の下地はSiです。

じゃ、基本的に反射スペクトルの形は、

   http://www.angstec.com/sr.html#4

ですね。

> 全体的に反射率は減少しながら振動する傾向

おっしゃっているのが、反射率ピーク(極大)を連ねた包絡線のことだとすると、
屈折率がSiO2<SiでかつSiO2に吸収はないので、反射率ピークにおける反射率は
その波長でのSiのみの対空気の表面反射率そのものです。Siの屈折率は約360nm
以上では波長が長くなるほど小さくなります。そのため、このSiO2/Siの反射スペクトル
は「波長が長くなると共に減少しながら振動する」という形になります。

逆に「反射スペクトルの谷(Valley:極小)」を連ねた包絡線の変化をおっしゃっている
のだとすれば、こちらはAir/SiO2の屈折率比とSiO2/Siの屈折率比の大小関係に
よって決まります。SiO2は全体に波長変化が小さいのに対して、Siは長波長で屈折率
が小さくなっていくので、反射スぺクトルの山-谷の切れ込みは長波長ほど深くなって
いき、そのため谷の反射率もだんだん低くなっていきます。

これで回答になっていますでしょうか?

> 今回はSiO2膜の下地はSiです。

じゃ、基本的に反射スペクトルの形は、

   http://www.angstec.com/sr.html#4

ですね。

> 全体的に反射率は減少しながら振動する傾向

おっしゃっているのが、反射率ピーク(極大)を連ねた包絡線のことだとすると、
屈折率がSiO2<SiでかつSiO2に吸収はないので、反射率ピークにおける反射率は
その波長でのSiのみの対空気の表面反射率そのものです。Siの屈折率は約360nm
以上では波長が長くなるほど小さくなります。そのため、このSiO2/Siの反射スペクトル
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Q波長板と光学軸

波長板の説明の文章を下記に見つけました。

http://www.kogakugiken.co.jp/products/retardation.html

内容を読んでいくと、光学軸の方向を相互に直交させた二枚
の水晶板を張り合わせているようです。


ところで、ヘクト 光学II 80ページの光学軸の説明を見ていると、
"光学軸に垂直な成分は強く吸収される"とあります。


ここで生じた疑問は、波長板において、光学軸を相互に直交させて
張り合わせた水晶板は、各板において、光学軸に対して直交成分
が減衰されるとすれば、結果として、垂直、水平成分、ともに
減衰されてしまうのではないだろうか、ということです。

垂直な成分の減衰という解釈が間違っているのでしょうか?

Aベストアンサー

>>
ところで、ヘクト 光学II 80ページの光学軸の説明を見ていると、
"光学軸に垂直な成分は強く吸収される"とあります。
<<
これは一般的な話としてかかれている訳ではなく、特定の話でかかれているか、あいるはなにか別の説明の中で出てきたものだろうと思います。
その本を所有していないので、詳しくは解説できませんが。

”光学軸に垂直な成分が強く吸収される”という一般法則はありません。

Qガラスの透過性と鏡の反射性について

ガラスは光の殆どを透過し、一部を反射します。金属固体は光の多くを反射し、一部は吸収され熱エネルギーに変わります。鏡は光の殆どを反射します。
これらは物質のどのような事が原因で性質に違いが起きるのでしょうか?それぞれ構成元素が違い、それぞれそういう特徴を持っているからと言われればそれまでですが、それらの物質の具体的な性質について知っている方がいれば教えてもらえないでしょうか。特に鏡(鏡に限らず水面なども含めて)は単に反射するだけでなく、物体をそこに映し出すというのは鏡の表面がどうなっていて、鏡の材質がどういった性質を持っているから実現したのですか?また鏡に反射させても、ある程度は光が減衰していきますか?

Aベストアンサー

物性論から見た、ガラスが光を透過する原理( http://oshiete.goo.ne.jp/qa/8445899.html )
の説明でわかるかと・・
 現在一般的な鏡は裏面に銀などがコーティングされているものです。表面からも反射がありますから二重に見えるはずです。・・・とにかく科学は日常の観察眼が大事。
 光が乱反射されずに、反射されれば鏡像は得られます。

 なお、古代の金属鏡は、私たちの鏡よりはるかに高性能で、二重にも見えませんしガラスによる減衰もありません。ですから反射望遠鏡の鏡は表面が金属の鏡が使われてます。高校で銀鏡反応とかしませんでしたか??

>また鏡に反射させても、ある程度は光が減衰していきますか?
 金属でも特定の波長を吸収すると反射光が色づきます。金は短波長の可視光線をわずかに吸収するため黄色になる。
 また表面に透明な酸化皮膜などがあれば、その厚さによって干渉による色が現れます。チタンやビスマス・・。ビスマスの結晶( https://www.google.com/images?hl=ja&q=%83r%83X%83%7D%83X )見せられませんでしたか??

物性論から見た、ガラスが光を透過する原理( http://oshiete.goo.ne.jp/qa/8445899.html )
の説明でわかるかと・・
 現在一般的な鏡は裏面に銀などがコーティングされているものです。表面からも反射がありますから二重に見えるはずです。・・・とにかく科学は日常の観察眼が大事。
 光が乱反射されずに、反射されれば鏡像は得られます。

 なお、古代の金属鏡は、私たちの鏡よりはるかに高性能で、二重にも見えませんしガラスによる減衰もありません。ですから反射望遠鏡の鏡は表面が金属の鏡が使われてます。...続きを読む

Q光学ズームの威力(?)

デジカメをプレゼント用に購入したいのですが、光学ズームについての疑問があります。だいたい光学3倍程度のものが主流のようですが、光学3倍とは、どのくらいのズーム機能のことなのでしょうか。
例えば、車のナンバープレートを例にすると、光学3倍のデジカメだとデジタルズームを併用したとして、何メートル先のナンバープレートまで判読できるものなのでしょうか。また、光学10倍程度のズーム機能だと、どのくらいになるのでしょうか。
他のいい例えが考えつかなくて、妙な質問になってしまいましたが、よろしくお願いします。

Aベストアンサー

ナンバープレートですか?
1倍はある距離から物を見たときに拡大されていないことです。
2倍は2倍に拡大。距離で1m先でとっていた写真を2m先にして同じサイズ相当・・・10倍は10mですね。

ただ10倍は、デジカメでは画質やコスト比で優れているとは言い難い・・・(よほど必要なら別ですが)買うときに、ちゃんと計算して割に合う物を買わないといけませんし・・・

基本的にデジカメではナンバープレートが何メートル先から見えるか見えないかはズームだけでなく画素の問題もあります。

画素が高く画質が良ければ、拡大すれば光学10倍のCCD200万画素より、光学3倍の700万画素の方が綺麗に見えることもあるのです。
分かりますか?

光学ズームはレンズの屈折率をかなり厳密に調整して3倍や6倍、さらには10倍にするわけです。特にデジタルカメラではそれを小さな筐体で行います。
そのため、かなり精度が必要となり、10倍などのかなり高倍率のデジカメは金額としては高くつきコストが掛かります。3倍などは既に主流となり安いです。

その結果、一般向けには画素数はあまり高くできません。
200万画素で光学10倍ズームは200万画素のままの画質で10倍までズームが使えるわけですが、

もし、700万画素で光学3倍×3倍のデジタルズームで300万画素相当なら、どう思いますか?
300万画素の9倍ズームに相当します。
どちらが良いでしょうね。

そういう考え方をすると、光学で数十倍あれば、必ずしも綺麗で良いとは限らないということになります。
ただ、光学3倍が主流なのは、デジカメの製造上コスト比であまり金額差が生じない、画素や解像度も割と高い。お買い得であるということ故のことです。

上位機で6倍や10倍などを使う物があります。これらは、売れ筋ではなくあくまでパフォーマンスを重視する場合に使うわけです。これらの性能が良いのは確実です。
下位や中位で、解像度は200~300万画素でそのような機能を付けた物は、物によってはデジタルズームと光学を使って解像度が高い(400~700万画素)中位主流製品と同等かそれ以下なることもあります。光学を大きくするとレンズの都合で筐体がどうしても大きくなりますから、そういう仕様上の不満も生じることがあります。
そういう扱いの点や画素の違いでも考えないといけませんのでご注意を・・・

(ただし、高い画素イコール綺麗な出力ではないことも補足しておきます。)

ナンバープレートですか?
1倍はある距離から物を見たときに拡大されていないことです。
2倍は2倍に拡大。距離で1m先でとっていた写真を2m先にして同じサイズ相当・・・10倍は10mですね。

ただ10倍は、デジカメでは画質やコスト比で優れているとは言い難い・・・(よほど必要なら別ですが)買うときに、ちゃんと計算して割に合う物を買わないといけませんし・・・

基本的にデジカメではナンバープレートが何メートル先から見えるか見えないかはズームだけでなく画素の問題もあります。

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QX線の波長と強度の測定原理とは?

高校の教科書を読んでいて疑問に思いました。
X線のスペクトルと強度を測定原理は簡単にいうとどういうことでしょうか?

自分なりにいろいろ考えてみたのですが、X線を何かで回折させて、
光電効果で現れる電流を波長ごとに測定して強度を知る、みたいな
感じでしょうか?

簡単で結構ですので、よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

 No.2です。「お礼」に書かれたことについて。

>光を波動現象とみなすと…ということは粒子とみなした場合と波動と見なした場合で
>エネルギーの定義が異なるということでしょうか?

 いいえ。基本は同じです。(物理現象として同じものは、同じでなければいけません)
 No.2では、分かりやすくするために「(2)そうすれば、1個のX線は、特定のエネルギー(振動数)と1個分の強度(振幅)を持つことになります。」と書きましたが、この場合は、「特定の振動数と1個分の強度(振幅)でエネルギーが決まる」と書くのが正しいということです。

 ただし、「1個分の強度(振幅)」が、振動数によって変わり、かつその波は連続派ではなく、限定された時間内の「波束」なので、結局「エネルギーは、その振動数で決まる」というのと同じことだと理解すればよいと思います。
(波束はこんなイメージ:http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%B3%A2%E6%9D%9F)

 波のエネルギーは「振動数の2乗×振幅の大きさの2乗」というのは、次々に連続してエネルギーが供給されるような、無限に連続した単振動の波に対して導かれるものだと思います。求め方は、下記などを参考にしてください。
http://homepage2.nifty.com/eman/dynamics/wave_energy.html

 同じ「波動」といっても、連続した単振動のような場合と、上記の「波束」のような場合があることを理解してください。そして、X線や放射線(ガンマ線)の場合は「波束」です。これが粒子としての「光子」(あるいは「光量子」)に相当すると考えてください。


>また教科書では光子1個のエネルギーはhνとあり、これは光子の運動エネルギーとは書いて
>ありません。しかし運動エネルギーと考えていいでしょうか?

 これも、理解しやすいように「運動エネルギー」と書きましたが、光子には「質量」がないので、正確には「運動エネルギー」とは呼べません。
 「通常の粒子であれば運動エネルギーに相当するエネルギー」と理解してください。


 おそらく、高校物理では、上に書いたような内容で限界なのだと思います。興味があれば、大学の理科系に進んで、量子力学や相対論をきちんと学んでください。

 No.2です。「お礼」に書かれたことについて。

>光を波動現象とみなすと…ということは粒子とみなした場合と波動と見なした場合で
>エネルギーの定義が異なるということでしょうか?

 いいえ。基本は同じです。(物理現象として同じものは、同じでなければいけません)
 No.2では、分かりやすくするために「(2)そうすれば、1個のX線は、特定のエネルギー(振動数)と1個分の強度(振幅)を持つことになります。」と書きましたが、この場合は、「特定の振動数と1個分の強度(振幅)でエネルギーが決まる」...続きを読む

Q光学不活性・・・

光学不活性ってなんかイマイチ意味が分からないんですけど・・・

酒石酸に数種類の立体異性体があって、そのうちに光学不活性なのがあるとかないとかで・・・

光学不活性って鏡に映しても一緒って事ですか?

Aベストアンサー

まず、異性体をもつ化合物について一応説明。
これは、わかりやすくいえば鏡に映したときの鏡像と本体が重なり合わない化合物のことです。

(一番簡単な例)
(1)      :(2)
   1    :   1
   │    :   │
 2-C-3  : 3-C-2
   │    :   │
   4    :   4

1~4が全部別の原子だったら(1)と(2)は重なり合いませんよね。
この場合の(1)と(2)を互いに光学異性体といいます。
ここで話は変わりますが、光は波ですよね。
今に上下に振動している光を考えて、この光を(1)、(2)にそれぞれあてます。
すると、例えば(1)では光が右に15度、(2)では左に15度回転してしまいます。
これが光学異性体の性質なんですね。
(1)が右に回転させただけ(2)は左に回転させる、と。

ここで本題。長々すいません(-_-A;)
光学活性っていうのは、光を当てたときに光が回転しちゃう物質のこと、光学不活性はその逆です。
だから、鏡に映しても一緒なものが光学不活性っていうのは正しいんです。
けど、それだけじゃなくて、例えば(1)と(2)が等量含まれてる物質があったとしたら?
(1)で右に15度、(2)で左に15度ですから、結局もとどうりですよね。
だからこれも光学不活性。
酒石酸の光学不活性なもの(ラセミ酸)っていうのはつまり
(1)と(2)がおんなじだけ入ってるものって事です。
えーと、ほんとに長くなっちゃったんですけど少しでも参考になれば。

まず、異性体をもつ化合物について一応説明。
これは、わかりやすくいえば鏡に映したときの鏡像と本体が重なり合わない化合物のことです。

(一番簡単な例)
(1)      :(2)
   1    :   1
   │    :   │
 2-C-3  : 3-C-2
   │    :   │
   4    :   4

1~4が全部別の原子だったら(1)と(2)は重なり合いませんよね。
この場合の(1)と(2)を互いに光学異性体といいます。
ここで話は変わりますが、光は波ですよね。
今に上下...続きを読む

Q物性論から見た、ガラスが光を透過する原理

ガラスは光の殆どを透過し、一部の光を反射しますよね。2か月くらい前の固体物理の授業で物質が光を透過するかどうかの事を光のエネルギーに絡めて説明していたのですが、よく理解する事が出来ません。光子のエネルギーがエネルギーギャップを超える事で...と色々と言っていましたが、ギャップを超える位の大きなエネルギーを与える事で、ガラスを構成している原子が励起され電子が基底状態に戻る際に出した光が反射光として我々の目に見えるという事ですか?授業ではガラス等の非晶質固体についてはまだ深く学んでいませんが、結晶ではないのにバンド構造を持っているのですか?

お手数ですが、どなたかもうちょっと詳しい説明をお願いします。

Aベストアンサー

> 光子のエネルギーがエネルギーギャップを超える事で...と色々と言っていましたが、ギャップを超える位の大きなエネルギーを与える事で、ガラスを構成している原子が励起され電子が基底状態に戻る際に出した光が反射光として我々の目に見えるという事ですか?

これは違います。ガラスは可視光に対して透明ということは、
バンドギャップよりもエネルギーが低いため、電子励起が起こっていないということです。

それでも反射は可視域でも起こります。
これについては#1の方がWikiを引用されています。
電気電波の言葉で言えば、空気中とガラス中での光に対するインピーダンス不整合で、反射が起きます。

> ギャップを超える位の大きなエネルギーを与える事で、ガラスを構成している原子が励起され
これが起こるのはガラスの場合、深紫外域です。再び光が再放出されても紫外線なので、
人間の眼には見えません。


> 結晶ではないのにバンド構造を持っているのですか?

固体のような分散曲線(kとEの図)は書けないと思いますが、どうやら絶縁体結晶に相当する
バンドギャップのようなものは存在すると考えられています。

> 光子のエネルギーがエネルギーギャップを超える事で...と色々と言っていましたが、ギャップを超える位の大きなエネルギーを与える事で、ガラスを構成している原子が励起され電子が基底状態に戻る際に出した光が反射光として我々の目に見えるという事ですか?

これは違います。ガラスは可視光に対して透明ということは、
バンドギャップよりもエネルギーが低いため、電子励起が起こっていないということです。

それでも反射は可視域でも起こります。
これについては#1の方がWikiを引用されています。
電気電...続きを読む


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