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ライトなどの光が物を照らせる距離に限界があるのはなぜですか?
また、その距離の外からでもライトが光っているのがわかるのはなぜですか?

A 回答 (7件)

…照らして見えるためには往復なので。



 光源が光っているかどうか分かるためには片道ですが、照らしたものが見えるためには往復で、しかも照らされた物体の反射率が関わってきます。光(を含む電磁波)は距離が2倍になると強度が1/4になりますので、100%反射したとしても直接光源を見る場合の1/4の明るさでしか戻ってきません。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。

お礼日時:2016/04/04 01:02

>その距離の外からでもライトが光っているのがわかるのはなぜですか


夜は星が、見えます、翌朝は見えませんね、地球の自転で見える位置は異なりますが、同じ程度の明るさの星はあるはずなのに。
光の問題ではなく、それを感じる、検知する側の感度、精度の問題と周囲の明るさとの相対的な問題です。
光に似た性質の電波、明るさという相対的な問題はありませんね、遠くの衛星と通信していますね、送ることも、受けることも全く同様に可能だからです。
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>ライトなどの光が物を照らせる距離に限界があるのはなぜですか?


 それはありません。光(電磁波)や重力は無限遠まで届きます。ただその(球)表面積は半径の二乗に比例して弱くなります。
>その距離の外からでもライトが光っているのがわかるのはなぜですか?
 これは単純に視覚の問題です。
 目が慣れてくると、月明かりや星明りでも周囲を見ることができますが、いきなり暗い部屋に入ると見えない。
 視細胞のうち、桿体細胞はたった一つの光子でも反応するほど感度が高いのです。(ちなみに夜行性の動物は網膜の裏に反射膜があって視細胞を素通りした光はもう一度視細胞を通過する---だから目が光る)
 それなのに、なぜ暗いと見えないかというと、周囲がより明るいからという理由です。目の視細胞はその周辺にある視細胞と相互に交信していて周囲の刺激で自身も変わる。
 周囲が真っ暗なのに一点だけ光っていると知覚できるが、周囲が星明りで少しでも明るければ、照明の光なんて見えない。
>像の「明るさ」は後者のほうが段違いに強い。
 ではなくて、同じ明るさであっても見えない
>乱反射して拡散してしまう
 でもない。

 逆にもし、光の強度だけなら、ろうそく一本で照らされた地面と、真昼の日光で照らされた地面は数億倍ちかい明るさの差があるので、夏の日中は眼が焼け焦げる・・・ッテコトハナイ。
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光の「照度」は距離の逆ニ乗に比例して弱まりからです。



>その距離の外からでもライトが光っているのがわかるのはなぜですか?

広がった光がものの表面で拡散し、その一部目に入るのと、
光源から直接目に入るのとでは後者の方がずっと強いです。

しかも前者は目の中で「面」として広がった像を結びますが
離れた光源は「点」となるので、像の「明るさ」は
後者のほうが段違いに強い。

以上から比較にならないくらい大きな
距離の差になると思います。
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こちらから星が光っているのは見えるのに、星の明かりだけ(月が出ていない)では「本が読めない」のと同じです。



光を認識するのと、その光で何かを照らそうとするのとの違いです。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。

お礼日時:2016/04/04 01:01

光は光源から対象物に当たったら基本的には乱反射して拡散してしまうので、近くしか照らせないのです。

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この回答へのお礼

ありがとうございます。

お礼日時:2016/04/04 01:02

器具光束と光源のエネルギーによって届く範囲が決まってます。


光の屈折で届きます。
その間に屈折を妨害する物があれば見えません。
澄みきった空に月がみえるのと同じ原理です。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。

お礼日時:2016/04/04 01:02

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