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前回、こちらの質問でLEDの光束から輝度に変換する際の公式を
指向半値角のデータも交えた公式として

I0=F[1-ln(2)/ln{cos(θ0/2)}]/(2π)

I0:正面光度、F:光束、θ0:指向半値角

と教えていただきました。

大変参考になったのですが、こちらの式はどういった書物・論文などに書かれているものなのでしょうか?
引用先が知りたいので、もし知っていられる方がいらっしゃいましたら教えていただけないでしょうか?
すみませんがよろしくお願い致します。

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A 回答 (4件)

添付図に間違いがあったので貼り直します。

「LEDの光束から輝度に変換する式の引用先」の回答画像4
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ANo.2 の式(2)の導出法を添付します。



fujiapple さんは混同されてるようですが、光度と輝度は違います。
光度は点光源、またはそれに近い光源の明るさを表す量で、輝度は平面ディスプレイなど、面積のある光源の明るさを表す量です。光度の単位は cd(カンデラ)で、輝度の単位は cd/m^2 になります。LED の場合、例えば樹脂で封止された砲弾型ものを正面から見ると、樹脂全体が光って見えるので点光源ではないのですが、点光源に近いので、明るさを光度で表すのが一般的です。もちろん、そのような LED の光度を発光面積で割れば輝度になるので、LED の明るさを輝度で表すことも可能です(計算してみると液晶TVの輝度より100倍以上明るいことが分かると思います)。
※添付画像が削除されました。
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ご質問の「LEDの光束から光度(輝度ではありません)に変換する際の公式」


   F = 2*π*I0/[ 1 -ln(2)/ln{ cos( θ0/2 ) } ]
ですが、これは公式ではありません。LEDの放射角分布が
   I(θ) = I0*cos(θ)^n --- (1)
で表される場合の光束と光度分布の関係から計算したものです。LEDの放射角分布が式(1)で近似できることはここ(http://www.cit.nihon-u.ac.jp/kenkyu/kouennkai/re …)の式(1)に出ています。光束 F [lm] と光度分布 I (θ) [cd] の関係
     F = ∫[ θ = 0 → π ] ∫[ φ = 0 → 2*π ] I (θ, φ) *sin(θ) dθ dφ --- (2)
はそこの式(2)に出ています。式(2)については、光束と光度の定義から簡単に導けますが少し難しいかもしれません。

式(2)の I( θ, φ ) が光度分布ですが、光度が正面軸に対して対称であれば(普通のLEDは対称とみなせます)
   I(θ, φ) = I(θ)
と θ だけの関数になるので式(2)は
     F = ∫[ θ = 0 → π ] 2*π*I(θ)*sin(θ) dθ --- (3)
になります。普通のLEDは、背面方向( π/2 ≦ θ ≦ π )には光を放射しないので、式(3)の積分範囲はθ = 0 → π/2 としても同じことになり
     F = ∫[ θ = 0 → π/2 ] 2*π*I(θ)*sin(θ) dθ --- (4)
で表すことができます。ここまでは一般的な話です。

LEDの放射角分布 I(θ) は、樹脂モールドの形状やLEDチップの大きさで変わるので、実際のLEDの光束を計算するには、実際のLEDの I(θ) を測定して、式(4)で計算するのが最も正確ですが、いろいろなLEDの I(θ) を調べてみると、だいたい式(1)のような形になっています。したがって、式(4)の I(θ) が式(1)で表される場合を計算すると
   F = 2*π*I0/( n + 1 ) --- (5)
となります。放射角分布が式(1)で表される場合、正面高度は I(θ) の θ が 0 のときの I0 ですから、この光度の半分になる角度 θ1/2 は
   cos(θ1/2)^n = 1/2 --- (6)
の解になります。この角度の2倍が指向半値角 θ0 なので
   θ0 = 2*θ1/2
つまり、式(6)を指向半値角 θ0 で表せば
   cos( θ0/2 )^n = 1/2 --- (7)
となります。式(7)の両辺の自然対数をとれば
   n*ln{ cos( θ0/2 ) } = ln(1/2) = -ln(2)
   → n = -ln(2)/ln{ cos( θ0/2 ) } --- (8)
となります。この式(8)がここ(http://sanwa.okwave.jp/qa6276771.html)の ANo.1 の式(3)です。式(8)を式(5)に代入したのがご質問の公式
   F = 2*π*I0/[ 1 -ln(2)/ln{ cos( θ0/2 ) } ] --- (9)
です。この式(9)はLEDの放射角分布が式(1)ので表される場合の結果であって、式(1)ので表されない場合は式(4)で計算する必要があります。
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以前の質問で熱伝導シートと放熱用シリコンゴムを紹介しましたが、ベストアンサーを選んでしまうと、「解決済み」になって回答できなくなってしまうので注意してください。



放熱用シリコンゴムを使った場合、LEDとゴムとヒートシンクの間には何も塗る必要はありません。金属面同士を張合わせる場合では、表面の凹凸によって実効的な接触面積が減らないように放熱グリースを塗ることもありますが、シリコンゴムは凹凸があっても、圧力をかければ隙間なく密着するので、基本的に何も塗らなくてもいいです。ただし、隙間なく密着させるために、LEDをヒートシンクにネジ止めして、シリコンゴムに常時、圧力をかけてください(シリコンゴムには接着性がないので、ネジ止めしないとLEDが脱落しますので、ネジ止めは必須です)。熱伝導シートのを使う場合は、シート自身が両面テープになっているので、その粘着面がグリース的な働きをします。その場合でも、熱によって接着力が弱くなってLEDがずれたり脱落しないようにきちんとネジ止めしてください。

接着剤だけでLEDを固定するのはやめたほうがいいです。加熱と冷却が繰り返されると、接着面が浮いてきて接着力が落ちます。どうしても接着剤で固定したいときでもネジ止めはしてください。接着剤は熱伝導率が悪いので、よほど薄く塗らないと逆効果(熱抵抗が大きくなる)になるので、基本的に間に何も挟まないのがいいと思います。

どうしても、放熱グリース的なものを塗りたいときは
   放熱用シリコーン  http://www.sengoku.co.jp/mod/sgk_cart/search.php …

   硬化タイプの放熱接着剤 http://www.sengoku.co.jp/mod/sgk_cart/search.php …
がありますので、試してみるのもいいかもしれません。
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Q輝度と照度の関係式について

ご質問させていただきます。

輝度(cd/m2)の値から照度(lx)の値に変換する式を教えていただきたいです。
また、その逆の照度から輝度に変換する式もお願いします。

宜しくお願いします。

Aベストアンサー

こんばんは。
まず確認したいのは、輝度とは文字通り光源が「輝く」強さですが
照度とは照る強さではなく「照らされる」強さだということです。
測光量に関する値にはいろいろあるので紛らわしいです。

輝度Lで輝いている光源によって照らされる照度Eを求めるには、
光度I=∫LdS (定義。dS:被照物から見た光源の微小な見かけの面積)
照度E=I/(d^2) (照度の逆二乗則。d:光源からの距離)
よって、たとえば
・光源の輝度Lが方向や場所によらず一定
・光源がある程度小さな半径rの球体で
・被照物まである程度の距離dがある
と仮定すると
E=πL(r/d)^2
となります。

照度Eを輝度Lに変換するには、
照らされたものが照り返す強さというふうにしか解釈できませんが、
光束発散度M=ρE (ρ:反射率、0<ρ<1)
輝度L=M/π (均等拡散反射面(輝度が方向によらない)を仮定)
よって
L=ρE/π
となります。

Q光度、光束の求め方

照度(lx)をフォトダイオード(浜ホト製-S5973-02)とセンサアンプ(浜ホト製-S8366)を使って求めました。その結果から光度(cd)と光束(lm)を求めたいのですが、計算方法について教えていただけませんか?
尚、発光部とフォトダイオードまでの距離は、取得済みです。
宜しくお願いします。

Aベストアンサー

へいっ まいどっ  ^^

>>>
回答ありがとうございます。
今回の場合、光源からの光が、等方的という事で考えていますので、
もう少し詳しい計算方法を教えていただけませんか?

なるほど。
では、光源が中心にある、半径rの球体の内側を考えましょう。
(・・・って、私自身もこうやって一から考え直さないと前に進めないんです。)
つまり、球の表面(の裏側)をスクリーンとして考えます。
スクリーンの面積は、球の表面積である4πr^2 です。

等方的ということは、
照度 = 光束/スクリーンの面積 = 光束/(4πr^2)

よって、
光束 = 照度 × 4πr^2


次に、光度ですが、
光度は、単位立体角当たりの光束なので、
等方的ということは、全方向(4πステラジアン)に等しく光が放射されるということです。
つまり、光束を4πで割れば光度になります。
光度 = 光束/(4π) = 照度 × r^2

Q光束55lmの出力を出せるLEDを正面から見た場合の輝度の計算の仕方を

光束55lmの出力を出せるLEDを正面から見た場合の輝度の計算の仕方を教えていただけませんか?
このLEDは表面実装型のLEDで指向半値角は120°のLEDです。

またLEDに記載されている光度を光束に変換する計算式を教えていただけませんでしょうか?
例えば、光度160mcdのチップ型LEDの場合、光束はどれだけになるのでしょうか?

Aベストアンサー

光度分布が正面軸に対して対称な光源の全光束 [lm] と光度分布 I (θ) [cd] の関係は
   F = 2*π*∫[θ=0~π/2 ] I(θ)*sin(θ) d θ --- (1)
で表わされます。θ は出射角で、θ = 0 が正面方向、θ = π/2 が真横の方向です。

LEDの光度分布は一般に
    I(θ) = I0*cos(θ)^n --- (2)
で表わされます。I0 は正面光度 [cd]、n は正の数です。n が大きいほど指向半値角が小さくなります。式(2) で I(θ) = I0/2 となる θ の2倍が θ0 なので
    I0/2 = I0*cos(θ0/2)^n
   → n = -ln(2)/ln{ cos( θ0/2 ) } --- (3)
になります( ln は自然対数)。指向半値角が120度なら n = 1 です。

式(1)~(3) から
   F = 2*π*I0/[ 1 -ln(2)/ln{ cos( θ0/2 ) } ] --- (4)
となります。これが光度分布が軸対称のLEDの正面光度 I0 [cd] と全光束 [lm] と指向半値角 θ0 の関係です。

光束 F = 55 lm、指向半値角 θ0 = 120度のLEDの正面光度 I0 は式(4)から
   I0 = F*[ 1 -ln(2)/ln{ cos( θ0/2 ) } ]/(2*π) = 17 cd
となります。正面光度が I0 = 160 mcd = 0.16 cd のチップ型LEDの光束 F [lm] は、式(4)をそのまま使って
   F = 2*π*0.16/[ 1 -ln(2)/ln{ cos( θ0/2 ) } ]
となります。指向半値角 θ0 が分かれば F が計算できます。

光度分布が正面軸に対して対称な光源の全光束 [lm] と光度分布 I (θ) [cd] の関係は
   F = 2*π*∫[θ=0~π/2 ] I(θ)*sin(θ) d θ --- (1)
で表わされます。θ は出射角で、θ = 0 が正面方向、θ = π/2 が真横の方向です。

LEDの光度分布は一般に
    I(θ) = I0*cos(θ)^n --- (2)
で表わされます。I0 は正面光度 [cd]、n は正の数です。n が大きいほど指向半値角が小さくなります。式(2) で I(θ) = I0/2 となる θ の2倍が θ0 なので
    I0/2 = I0*cos(θ0/2)^n
   → n = -ln(2)/ln{ cos( θ0/2 ) } --...続きを読む

Q照度と光度の違いについて簡単に教えてください。

定義は自分で調べてわかったのですが、はっきりいって難解すぎです。簡単に理解できると良いなあと思います。どなたか高校生でもわかるくらい簡単に違いを説明していただけないでしょうか、お願いします。カテ違いでしたらすいません。

Aベストアンサー

まず, 光束というものがあります. 単位は lm (ルーメン)で,
簡単に言ってしまえば「光の量」といえます.

光度の単位は cd (カンデラ) で, これは
lm/sr (ルーメン/ステラジアン) と同じ単位です.

※よくある光度の単位説明が難しく見えるのは, ステラジアンの説明が
入ってしまうからですね. ステラジアンは立体角といって, 3次元的な
角度範囲を表すときに使うものです. ラジアンの3次元バージョンですね.
大きい方が角度が広いというわけです.

Wikipedia ステラジアン
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B9%E3%83%86%E3%83%A9%E3%82%B8%E3%82%A2%E3%83%B3


一方, 照度の単位は lx (ルクス) で, これは
lm/m^2 (ルーメン/平方メートル) です.

さて, この二つはまず使われ方に違いがあり, 光度 cd は主に発光源の明るさを,
照度 lx は主に照らされる側の明るさを表します.

光度 cd は lm/sr なので, ある角度範囲に飛んでいく光束がどのくらいあるかを
表しています. ある角度の範囲なので, 光源から遠ざかれば光は拡散して暗くなって
しまうわけですから, この単位そのままでは照らされる側の明るさには使えません.

照度 lx は lm/m^2 なので, ある場所に単位面積あたりどれだけ光束が降り注いで
いるかを表しています. 面積あたりの光の量を表していますから, 点光源など,
面積で表すようなものではない光源側の明るさには使えません.

光度と照度の単位はそれとなくにていますが, 用途が違うものだといえます.

ちなみに, ある光度の懐中電灯である板を照らした場合,
光度が倍になれば, 照度も倍になります. そのかわり, 距離が2倍になると,
照度は1/4になります.
距離が2倍だと, 光が拡散していって照らす面積が4倍になりますから,
照らされた場所の明るさは1/4になるわけです.
2倍明るい懐中電灯を用意しても同じ明るさで照らせる距離は√2倍にしかならないわけですね.

イメージの助けになりましたでしょうか?

参考URL:http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%85%A7%E5%BA%A6

まず, 光束というものがあります. 単位は lm (ルーメン)で,
簡単に言ってしまえば「光の量」といえます.

光度の単位は cd (カンデラ) で, これは
lm/sr (ルーメン/ステラジアン) と同じ単位です.

※よくある光度の単位説明が難しく見えるのは, ステラジアンの説明が
入ってしまうからですね. ステラジアンは立体角といって, 3次元的な
角度範囲を表すときに使うものです. ラジアンの3次元バージョンですね.
大きい方が角度が広いというわけです.

Wikipedia ステラジアン
http://ja.wikipedia.org/...続きを読む

Q色度(x,y)をスペクトルデータから計算したいです。

色度(x,y)をスペクトルデータから計算したいです。
任意のスペクトルデータを入力し色度(x,y)を計算したいです。
EXCELやフリーのソフトで、その様なことができるものはありますか?

Aベストアンサー

もしマクロの作り方が分からなければ以下の手順を参考にしてください。
【マクロの作成方法】
   (1) Excelワークシートを新規に作成し、ALTキーを押しながら F8 キーを押す
   (2) マクロ名の欄に適当なマクロ名(xy など)を書いて「作成」をクリック
   (3) Visual Basicの編集画面の Sub マクロ名() と End Sub の間にコードを貼り付ける(回答No.2ののプログラムの Sub xy() と End Sub の間の文章を コピー&ペースト すれば良い)
   (4) 編集画面を閉じる(ALT+Q)

【マクロの実行方法】
実行する前にワークシートのセルに必要なデータが書き込まれていないとエラーになります
   (1) Excelワークシートに戻り、ALTキーを押しながら F8 キーを押す
   (2) 作成したマクロ名を選んで「実行」をクリック

【マクロの内容の変更方法】
   (1) ALTキーを押しながら F8 キーを押す
   (2) 作成したマクロ名を選んで「編集」をクリック
   (3) 内容を変更する(編集画面のままでF5キーを押すと変更されたマクロが実行されます)

【セキュリティレベルの変更】
マクロを含むExcelファイルを開くとき、セキュリティレベルによってはマクロが実行できない場合があります。その場合、以下の手順でセキュリティレベルを変更してください。
(Excel 2003の場合)
   新規にワークシートを作成して、ツールバーの「ツール」→「オプション」→「セキュリティー」タブ→「マクロセキュリティー」→セキュリティーレベルの「中」または「低」の選択→OK→OK→Excel終了→マクロを含むExcelファイルを開く
(Excel 2007の場合)
   新規にワークシートを作成して、左上隅の丸(Officeボタン)をクリック→下端の「Excelのオプション」を選択→左側の「セキュリティーセンター」を選択→右下の「セキュリティーセンターの設定」をクリック→左側の「マクロの設定」をクリック→「すべてのマクロを有効にする」を選択→OK→OK→Excelの終了(保存しない)→マクロを含むExcelファイルを開く

もしマクロの作り方が分からなければ以下の手順を参考にしてください。
【マクロの作成方法】
   (1) Excelワークシートを新規に作成し、ALTキーを押しながら F8 キーを押す
   (2) マクロ名の欄に適当なマクロ名(xy など)を書いて「作成」をクリック
   (3) Visual Basicの編集画面の Sub マクロ名() と End Sub の間にコードを貼り付ける(回答No.2ののプログラムの Sub xy() と End Sub の間の文章を コピー&ペースト すれば良い)
   (4) 編集画面を閉じる(ALT+Q)

【マクロの実行方法】...続きを読む

QNをkgに換算するには?

ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?一応断面積は40mm^2です。
1N=9.8kgfなので、「40kg=N×0.98」でいいのでしょうか?
ただ、式の意味がイマイチ理解できないので解説付きでご回答頂けると幸いです。
どなたか、わかる方よろしくお願いします。

Aベストアンサー

こんにちは。

kgfはSI単位ではないですが、質量の数値をそのまま重さとして考えることができるのがメリットですね。


>>>
ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?

なんか、日本語が変ですね。
「ある試験片に40kgの重りをつけた時の引っ張りの力は何Nの力で引っ張るのと同じですか?」
ということですか?

・・・であるとして、回答します。

40kgのおもりなので、「おもりにかかる重力」は40kgfです。

重力は万有引力の一種ですから、おもりにも試験片にも、地球からの重力はかかります。
しかし、試験片の片方が固定されているため、見かけ、無重力で、試験片だけに40kgfの力だけがかかっているのと同じ状況になります。

試験片にかかる引っ張り力は、

40kgf = 40kg×重力加速度
 = 40kg×9.8m/s^2
 = だいたい400N

あるいは、
102グラム(0.102kg)の物体にかかる重力が1Nなので、
40kg ÷ 0.102kg/N = だいたい400N


>>>1N=9.8kgfなので、「40kg=N×0.98」でいいのでしょうか?

いえ。
1kgf = 9.8N
ですね。


>>>一応断面積は40mm^2です。

力だけでなく、引っ張り応力を求めたいのでしょうか。
そうであれば、400Nを断面積で割るだけです。
400N/40mm^2 = 10N/mm^2 = 10^7 N/m^2
1N/m^2 の応力、圧力を1Pa(パスカル)と言いますから、
10^7 Pa (1千万パスカル) ですね。

こんにちは。

kgfはSI単位ではないですが、質量の数値をそのまま重さとして考えることができるのがメリットですね。


>>>
ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?

なんか、日本語が変ですね。
「ある試験片に40kgの重りをつけた時の引っ張りの力は何Nの力で引っ張るのと同じですか?」
ということですか?

・・・であるとして、回答します。

40kgのおもりなので、「おもりにかかる重力」は40kg...続きを読む

Q透過率の計算方法を教えてください。

今、通信講座で化学の勉強をしています。
その講座で以下の問題が出されたのですが、計算の仕方がわからず不正解となりました。
どなたか、解き方を教えてください。

<問題>
ある溶液の光吸収を測定したところ、1cmセルで透過率が96.4%を示した。
この試料を5cmセルで測定した場合、透過率はいくつになるか。
但し、この溶液についてはランバード・ベアーの法則が成立し、検量線は原点を通るものとする。

よろしくお願いします。

Aベストアンサー

透過率だけで計算できます。
たとえば、2 cm の場合、96.4%がさらに96.4%になります。
◎ 1 cm : 0.964
◎ 2 cm : 0.964 × 0.964 = 0.929296
◎ 3 cm : 0.964 ^ 3 =
◎ 5 cm : 0.964 ^ 5 =

Qカンデラ、ルクス、、ルーメン、ケルビン。明るさの基準になる数値はどれ?

カンデラ、ルクス、ルーメン、ケルビン等
光に関する単位(?)は沢山ありますが
明るさの基準になる数値はどれですか。
ウィキペディアに載ってるような難しい言葉ではなく
イメージしやすい簡単な言葉で教えてください。

Aベストアンサー

「ルクス」「ルーメン」「カンデラ」は測り方が違いますが、どれも明るさの単位です。

「カンデラ」と「ルーメン」はどちらも光源の「明るさ」の尺度ですが、

「カンデラ」は光源が放つ光「全体」の量を示す「明るさ」です。

「ルーメン」は、「照射範囲」を考えた「明るさ」です。
カンデラが同じ光でも、
裸電球のように四方八方に光が出て行く場合は「ルーメン」は小さく、
懐中電灯のように絞り込んで光の出る範囲を集中することで、ルーメンが大きくなります。

光源そのものの「明るい暗い」は、「ルーメン」の方を基準にする場合が多いと思います。

「ルクス」は、どれだけ照らされているかを示す「明るさ」です。照らされる面にどれだけ光がとどいているかを表しています。
ルーメンが同じ光に照らされた場合でも、光源から近いと明るい(ルクスが大きい)ですし、遠くなると暗く(ルクスが小さく)なります。

「ケルビン」だけは明るさの単位ではありません。ケルビンは温度の単位ですが、光についてケルビンを使うときは「色温度」といって、光の色を表します。
炎をイメージするとわかりやすいと思いますが、炎は温度が低いと赤く、温度が高いと青くなります。
この「温度」で光の色を表現するのが「色温度」で、6500ケルビン付近が白色で、それより低いと赤く、高いと青くなります。

あくまで「色」を表す尺度ですので、色温度が高いからといって「熱い」とか「明るい」という意味はありません。

「ルクス」「ルーメン」「カンデラ」は測り方が違いますが、どれも明るさの単位です。

「カンデラ」と「ルーメン」はどちらも光源の「明るさ」の尺度ですが、

「カンデラ」は光源が放つ光「全体」の量を示す「明るさ」です。

「ルーメン」は、「照射範囲」を考えた「明るさ」です。
カンデラが同じ光でも、
裸電球のように四方八方に光が出て行く場合は「ルーメン」は小さく、
懐中電灯のように絞り込んで光の出る範囲を集中することで、ルーメンが大きくなります。

光源そのものの「明るい暗い」...続きを読む

Q波長(nm)をエネルギー(ev)に変換する式は?

波長(nm)をエネルギー(ev)に変換する式を知っていたら是非とも教えて欲しいのですが。
どうぞよろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

No1 の回答の式より
 E = hc/λ[J]
   = hc/eλ[eV]
となります。
波長が nm 単位なら E = hc×10^9/eλ です。
あとは、
 h = 6.626*10^-34[J・s]
 e = 1.602*10^-19[C]
 c = 2.998*10^8[m/s]
などの値より、
 E≒1240/λ[eV]
となります。

>例えば540nmでは2.33eVになると論文には書いてあるのですが
>合っているのでしょうか?
λに 540[nm] を代入すると
 E = 1240/540 = 2.30[eV]
でちょっとずれてます。
式はあっているはずです。

Q暗視野照明と明視野照明の違い

高校の授業でウニの精子を暗視野照明という方法で観察しました。
レポートの課題で暗視野照明と明視野照明の違いについてまとめることになっているのですが、
インターネットで調べてもなかなか良いのが載っていません…
どなたか教えていただけませんか??

Aベストアンサー

サイトでも説明しているものがありますが、高校生向けには書かれていない
ようなので、「暗視野照明」についてごく簡単に解説しておきます。

まず、平面鏡を題材にします。部屋は今のところ照明が無く、真っ暗です。
平面鏡を真っ正面からながめます。ライトを左手の方から斜めに当てて鏡を
照明します。このとき反射光は反射の法則「入射角=反射角」の方向、
すなわちこの場合はライトから来た方とは反対の右手の方向へ反射して逃げて
いってしまうので、反射光は直接眼には入ってきません。平面鏡は真っ黒な
ままのはずですね。
でもここで、気を付けて鏡の表面を見てみます。すると、鏡の表面に付いた
チリ・ゴミ・ホコリ・汚れの類は、真っ暗な鏡の面の上でそこだけ光って見える
のに気が付くでしょう。

これが「暗視野照明による観察」です。照明光の元来た方向とはほとんど
無関係に、あらゆる方向に光を散乱(乱反射)するようなものだけが光って
見えるのです。

この例では反射照明の場合で説明しましたが、透過照明でも同じです。
すなわち、平坦な面を真っ直ぐに透過した光が眼に直接入るような角度から
照明光を入れることをせず、直接の透過光が視野角を外れてその外へ逃げて
行くような角度から(つまり、より大きな入射角から)だけ照明光を入れて
やるのです。通常ドーナツのように真ん中が抜けたリング状の照明光束を
使います(No.1さんのご紹介のサイトに図がありますね)。そうすると、
のっぺりした平坦部は暗く見えて、細かいギザギザした構造や非常に
小さな点の集まりのような部分だけが明るく光って見え、細かな構造を
コントラスト良く観察できるようになります。

これが「暗視野照明による観察法」の大きな特徴です。

逆に、普通に照明光が観察対象に当たった後のストレートな透過光や正反射光
を直接観察するモードが「明視野照明による観察法」です。こちらはフツーに
当たり前の観察方法なので分かりますよね。

サイトでも説明しているものがありますが、高校生向けには書かれていない
ようなので、「暗視野照明」についてごく簡単に解説しておきます。

まず、平面鏡を題材にします。部屋は今のところ照明が無く、真っ暗です。
平面鏡を真っ正面からながめます。ライトを左手の方から斜めに当てて鏡を
照明します。このとき反射光は反射の法則「入射角=反射角」の方向、
すなわちこの場合はライトから来た方とは反対の右手の方向へ反射して逃げて
いってしまうので、反射光は直接眼には入ってきません。平面鏡は真...続きを読む


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