プリズムはなぜ光を分離できるのですか?
プリズムの正体(原理)はなんですか?
教えてください.

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青短」に関するQ&A: 青短or神田外語or日大

A 回答 (3件)

プリズムが光を分離できる原理は、屈折率の詳細を知る必要がでてきます。


ここで詳しく説明するのはちょっと難しいですね。

光は電磁波ですから、電場(と磁場も)が空間を振動して伝わるものです。
光が物質(たとえばプリズムにでも)にぶつかると、物質中の電荷が力を受けることになります。
で、もっとも軽い電子がもっとも影響を受けるため、電場とともに物質中の電子が振動します。
電子の運動は、新たに電磁波を生じることになります。
ここで忘れてはならないのが、物質中の電子は、全く自由に存在しているのではないということです。
物質中の電子は、それ特有の束縛を受けて存在し、しかし止まってはおらず、振動していると考えることができます。
したがって、物質中を進行する光は、この光の振動数と物質固有の電子の振動数の両方に依存して変化することになり、それは屈折という現象で現れます。
つまり、屈折率は、光の振動数と物質固有の電子の振動数の両方に依存するのです(一般式もあります)。

振動数は波長と反比例の関係にあるので、波長の違いが屈折率の違いに現れます。

この関係から、プリズムのように可視光を考える場合、(可視光の振動数)<<(電子の振動数)という条件のとき、
hero1000さんとinorganicchemistさんが言われているように、波長が長い光ほど屈折しない、ということを導くことができます。
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別にプリズムという物質があるわけではありません。


三角柱の形をそう呼んでいるのです。

安っぽい六角形のボールペンのプラスチックの部分でも、
中に気泡が入らないようにして作った氷の三角柱でも

何でも光を分離できます。

光は空気と水、ガラスと空気などのように
不連続な面に当たると、屈折します。このとき
波長が長い光ほど曲がりにくく、波長が短いほど
曲がりやすいのです。このようにして、波長の長い光(赤)
と短い光(青)は分けられるのです。

ちなみに交通信号の止まれが赤な理由の一つは
赤い光が直進性に優れているからです。
ほかにも生理的な理由があるそうですが。
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プリズムは2回以上光を屈折させることで光の波長成分ごとの屈折角を増大させ


る作用を持った「屈折角増幅装置」です。

波長の異なる光を密度が異なる境界面に斜めに入射させると、波長の短い光ほど
大きな屈折角で屈折するという原理に基づいているので、光の色(波長の違い)
を分離できるわけです。

しかし板ガラスのような平板状ですと、一度分かれた光の成分が出ていくときに
また平行に戻されてしまうためほとんど分光の作用はありません。
そのためプリズムは多くが三角柱か三角錐状になっています。

空気よりも密度が高いもので、なおかつ透明度が高いものならばなんでもプリズム
としての機能を持たせることは可能です。ガラスでもプラスチックでもプリズム
を作れます。

雨上がりに見られる虹は、空気中の水分がプリズムの役割をしてできるものです。
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Q外斜位のプリズム眼鏡購入について

外斜位のプリズム眼鏡購入について。プリズム6の眼鏡を作ることが出来る眼鏡屋をご存知でしたら教えて下さい。
昨年の学校健診で子供が外斜位を指摘され、眼科では「自分で意識して目を寄せるように」言われ様子を見てきましたが、
最近ブレがひどくなってきたのと、視力も低下してきてしまったのでプリズム眼鏡を作ることになりました。
眼科の処方箋を今日、眼鏡○場に持って行きましたが、メーカーでプリズムレンズは5までしかなくて、プリズム6のレンズは作れないと言われてしまいました。
地元の他の眼鏡屋でも、メーカーに問い合わせないとわからないということでした。

眼科の処方箋の内容は、遠用 FPD62mm
右目 S.P.H ( -3.25 D )、 C.Y..L( 0.00 D )、PRIS( 6 )、BASIS( IN )
左目 S.P.H ( -3.00 D )、C.Y..L( 0.00 D )、 PRIS ( 2 )、BASIS( IN )と書かれています。
子供は12歳です。

できれば全国展開している眼鏡屋さんで、プリズム6のレンズを作る事ができるところをご存知でしたら教えて下さい。
費用がどれくらいかかるか目安もわかると助かります。
よろしくお願いいたします。

外斜位のプリズム眼鏡購入について。プリズム6の眼鏡を作ることが出来る眼鏡屋をご存知でしたら教えて下さい。
昨年の学校健診で子供が外斜位を指摘され、眼科では「自分で意識して目を寄せるように」言われ様子を見てきましたが、
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地元の他の眼...続きを読む

Aベストアンサー

大学病院の眼科医です。

斜位であれば左右眼が相対的なもので
プリズムレンズも左右同度数に振り分けます。
したがって、左右4prism  basis in にしますが
そうしないと左右のレンズ厚が左右で違ってきます。
特殊な場合、近視や遠視に左右差が大きく違う場合に
プリズム度数を利用して左右の厚みを揃える事に利用する場合もあります。

眼科の先生も斜位に付いて余り、お詳しく無いのかも・・・・。
チェーン展開している眼鏡店をお探しですが、私の経験では
大手の眼鏡店よりも、良くお勉強されている個人営業の方が
プリズムに大変詳しい方が居られます。

もう一点重要な事があります。
4prism  basis in は非球面レンズを使わずに、球面レンズであれば、
計算上、左右共1.3cmレンズの中心を外にずらす事で処方度数が出来ます、
特注など必要ありませんが、どうしたのでしょう?

Qなぜ三角のプリズムだと虹ができて、丸いプリズムだとだめなのでしょうか?

丸い表面でも、光が屈折して、虹色を出すように思えるのですが、
どなたか説明して頂けると幸いです・・・

Aベストアンサー

断面が円形、つまりガラス棒でも虹はできます。
レンズ(虫めがね)の断面は円の一部ですからガラス棒と同じような実験ができます。つまり虫めがねでもわずかですが色が付きます。
太陽光を凸レンズを通して白紙に当ててみてください。焦点を作って紙をこがすイタズラをしたことはありませんか? 紙を焦点の位置から近付けたり遠ざけたりすると明るい光輪の周辺に少しですが色が付くことがあります。(火傷や火事に注意!!)
これは色(光の波長)によって屈折率が変わるためですが写真機にとっては大敵。専門的には「色収差」と言います。通常では色収差を防ぐため凸レンズや凹レンズを組み合わせて使います。それでも写真を撮ると虹のようなものが写ることがあります。それをうまく撮った記事があります。(かなり難しかったようですが)
http://m8view.exblog.jp/8047298/

色収差の説明(Wikipedia)
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%89%B2%E5%8F%8E%E5%B7%AE
色によって焦点の位置が違うことに注意してください。白紙の位置によって虹ができることがわかると思います。

断面が円形、つまりガラス棒でも虹はできます。
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Qプリズム眼鏡の入手方法

 半側空間無視のリハビリ治療で
プリズム眼鏡を使いたいんですが、
斜視など以外で、プリズム眼鏡を入手するには
どこで購入したらよいのでしょうか?

Aベストアンサー

もちろん眼鏡店で入手できます。

「半側空間無視」という障害については知りませんでしたが、不特定の患者さんが使うとするならば「瞳孔間距離」や「プリズム量の度合い」などはどうするのかちょっと問題のような気もします。

それに患者の方に近視や乱視、遠視などの屈折異常があればそれらも入れたプリズム眼鏡が必要になると思われるのですが。

とにかくプリズム眼鏡は眼鏡店で買うことが出来ます。
必要なデータとしては・・・・・

(1)プリズム量
(2)PD(瞳孔間距離)
つまり(1)と(2)のデータで、レンズのどの位置でどれだけのプリズムを出すようにしたいのかということになるのです。 

(3)屈折矯正が必要なときはその度数(近視、遠視、乱視)

ちなみにプリズムを眼鏡レンズに加工するのではなく、現在の眼鏡の上からシールのように貼り付けることが出来る「フレネル膜プリズム」というものもあり、これは数千円です。(眼鏡店で入手可)

治療に対する効果のほどについては私では分かるはずもありませんが、プリズム眼鏡を注文する時に最低限必要と思われるデータを記してみました。
参考にしてください。

もちろん眼鏡店で入手できます。

「半側空間無視」という障害については知りませんでしたが、不特定の患者さんが使うとするならば「瞳孔間距離」や「プリズム量の度合い」などはどうするのかちょっと問題のような気もします。

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つまり(1)と(2...続きを読む

Qなぜプリズムに白色光を入射すると色は分かれるの?

波長が短いほど屈折角が大きくなるのは分かりますが 式で考えると分かりません

例えば
空気中に置いた屈折率nのプリズムに白色光を入射光を60°で入射するとします
空気中の屈折率を1とする

屈折角をnとすると
sinθ×n=sin60°×1 

sinθ=√3/2nです    
また入射する前の波長をλ、プリズム中の波長をλ’とすると
1×λ=λ’×nより


sinθ=√3λ’/2λ となりますよね
入射する前のλ(白色光に波長はないので)も入射後のλ’も色によってそれぞれの値だから波長が短いほうがsinθが大きくなるなんて分からないんではないでしょうか

そもそもsinθ=√3/2nなのだからnは一定だからθは変わらないのでは

Aベストアンサー

>白色光とは,白熱電球や太陽光のように,全ての色が入っている光をいい,波長がないので
>はなく,色んな波長が混ざっているから
>λ’/λの入射する前のλはどの色でも共通の数値と考えてはいけないんですよね

そうですね。色はλの違いに対応しています。白色光には、ありとあらゆる種類の色の光(つまり、ありとあらゆる種類のλの光)が混じっています。

Qプリズム眼鏡とコンタクト併用の弊害は?

自宅用の眼鏡を探していたら、眼鏡屋さんで初めて「斜位」を指摘され、プリズム眼鏡を強くすすめられました。
左目が極度の近視で、かつ右眼も悪いため、通常の生活は常にコンタクトでした。
今の生活(コンタクト装着時)では、像がぶれて気になるということはないのですが、右目がメインで物を捕らえているようで、意識してしないと両目でみることを忘れているみたいです。

お店の人からは、
「プリズム眼鏡を購入するなら、コンタクトとの使い分けは、目がかえって混乱する?のでしない方がいい」とのアドバイスでしたが、実際のところいかがでしょうか?
初めて聞く内容でしたので、『プリズム眼鏡』がいいのか、『コンタクト+普通の眼鏡』の方がいいのか・・・とまどっています。
ちなみに私は左右が8?で上下も少しずれてるとの事でした。

コンタクト生活から眼鏡っ子に変わることにも不安があり、コンタクトを手放したくない状態です。ただ、プリズム眼鏡にすると、今まで斜位からきてた体の変調も改善され、生活が一遍するとのことなので、それも大変興味があります。
プリズム眼鏡とコンタクトを自由に併用できればいいのですが、やはり問題点があるのでしょうか??
すみませんが、ご教授願います。

自宅用の眼鏡を探していたら、眼鏡屋さんで初めて「斜位」を指摘され、プリズム眼鏡を強くすすめられました。
左目が極度の近視で、かつ右眼も悪いため、通常の生活は常にコンタクトでした。
今の生活(コンタクト装着時)では、像がぶれて気になるということはないのですが、右目がメインで物を捕らえているようで、意識してしないと両目でみることを忘れているみたいです。

お店の人からは、
「プリズム眼鏡を購入するなら、コンタクトとの使い分けは、目がかえって混乱する?のでしない方がいい」とのア...続きを読む

Aベストアンサー

プリズム眼鏡とコンタクト併用の弊害は?弊害問題はないです。
左右(不同視)の場合は斜位が多いです。
右目がメインで物を捕らえているようで、意識してしないと両目でみることを忘れているみたいです。

効き目でているから問題はないです。
プリズム眼鏡を購入するなら、コンタクトとの使い分けは、目がかえって混乱する?のでしない方がいい」とのアドバイスでしたが、実際のところいかがでしょうか?
これはメガネを掛けてみて楽な方にしたらよいです。
ちなみに私は左右が8?で上下も少しずれてるとの事でした。
上下にずれるようだだと効果は有ると思います。
プリズム処方の成功率(効果が有る)のは上下プリズムです、左右は目の動きが良いが、上下は動きにくいから。
私も両眼視検査をしてプリズム効果の有る方にはプリズムを入れます。
プリズム処方成功率(効果)
(1)上下プリズム(上下斜位)(私は斜位が測定された眼にいれています)半分にわけて入れる所も有る、どちらが良いかは、両方試して効果の有る方に入れると良い。
(2)基底外プリズム(内斜位)(両眼に半分づつわけて)
(3)基底内プリズム(外斜位)(   :      )

プリズム眼鏡とコンタクト併用の弊害は?弊害問題はないです。
左右(不同視)の場合は斜位が多いです。
右目がメインで物を捕らえているようで、意識してしないと両目でみることを忘れているみたいです。

効き目でているから問題はないです。
プリズム眼鏡を購入するなら、コンタクトとの使い分けは、目がかえって混乱する?のでしない方がいい」とのアドバイスでしたが、実際のところいかがでしょうか?
これはメガネを掛けてみて楽な方にしたらよいです。
ちなみに私は左右が8?で上下も少しずれてる...続きを読む

Q光の三原色とプリズムでの光の分解

光の3原色は、3つの色ですべての色ができるといっています。7色が作れる。
一方、太陽光をプリズムで分解すると7色に分解する。
では、三原色の光で、作った、白色光は、プリズムで分解すると、7色になる?3色になる?
三原色からできる、紫色は、プリズムをとおすと、分解されるの?
色は波長が違うだけなのに????

Aベストアンサー

 色の違いは、もちろん波長の違いです。したがって、プリズムをとおすと波長の違いによって屈折率が異なるため、さまざまな色に分解されます。これと“3原色”とは直接の関連はありません。

 なぜ“3原色”なのかは次のとおりです。
 ヒトの目で、色を感じる細胞を“錐体(すいたい)”といいます。錐体には、“視物質”というタンパク質があり、特定の色だけを感じる視物質が(たまたま、赤・緑・青の)3種類あります。赤い光が目にはいると、赤を吸収する視物質を持った錐体が刺激を受け興奮状態になり、視神経が電気信号として脳に伝え、赤色を感じます。
 赤の錐体が興奮しているときに緑の錐体も興奮すると(興奮するような波長の光が目に入ると)、脳では黄色を感じ、青の錐体が興奮すればマゼンタと感じます。
 赤からどれくらい黄色やマゼンタに偏って感じるかは、同時に興奮している緑や青の錐体の数によります。また、同時に興奮している3種類の錐体の数の比によって脳に伝えられる電気信号の強さの比が異なり、黄緑色や青緑色など微妙な色として感じられます。
 3種類の錐体が同時に同じ数だけ興奮すれば、光の三原色の中心のように、白として感じることになります。

 というワケで、人間が白と感じても、太陽光のように広い範囲の波長の光を含んでいなければ、連続した色には分解されません。
 3色(赤・緑・青の単色)を混合して白く見える光はプリズムで分解すれば3色になり、紫(単色)はプリズムをとおしても分解されず、紫だけです。

 色の違いは、もちろん波長の違いです。したがって、プリズムをとおすと波長の違いによって屈折率が異なるため、さまざまな色に分解されます。これと“3原色”とは直接の関連はありません。

 なぜ“3原色”なのかは次のとおりです。
 ヒトの目で、色を感じる細胞を“錐体(すいたい)”といいます。錐体には、“視物質”というタンパク質があり、特定の色だけを感じる視物質が(たまたま、赤・緑・青の)3種類あります。赤い光が目にはいると、赤を吸収する視物質を持った錐体が刺激を受け興奮状態になり、視神...続きを読む

Qプリズム眼鏡の購入について

はじめまして。この度、物が二重に見える、輪郭がはっきりしない、などの理由で眼科にかかりました。遠視で乱視、あと外斜位といわれました。眼鏡を作るほうが楽ですとの事で処方してもらいました。眼科はその眼鏡で目の離れがわかりにくくなりますとのことです。以下の通りです。
常遠用 左 S+0.25 C-0.50
    右 S+0.25 C-0.50  プリズム▲2内方
です。早速眼鏡店に依頼しましたところプリズムレンズを片方入れるに入れるとバランスが悪くなるので、左右の度数が同じなので、両眼にプリズムを入れたらどうですかといわれ、テスト眼鏡で片眼に2プリズムを入れたとき、両眼に1プリズムずつ入れたとき見え方としては同じだったので一応納得しました。あとになっでちょっと心配ですのでご質問です。このやり方は目のためには問題はないのでしょうか。眼鏡店は、この眼鏡を処方した眼科に持っていっても処方と違うと言われないですとおっしゃっていました。もしだめと言うならレンズは交換しますとの事でした。。このままでいいのかお教えください。

Aベストアンサー

大学病院の眼科医です。

普通は斜位で複視が起こることはありませんが、
プリズムレンズを入れて解消しているのであればまあいいでしょう。

プリズムというのは、左右の目の相対的なもので片方に全量入れても、
左右で分けても問題はありません。

例えば、左右で近視の度数が極端に違う場合、厚み・重量の左右バランスを
とるために片方に全量入れてしまうこともあります。

今回の場合、プリズムを左右で同量に分ける事はむしろ当然です。

Qなぜプリズムで光は大きく曲がるのか

単純過ぎてごめんなさいです・・・素人の疑問なんですが・・・

なぜ光はプリズムという単純な装置で大きく曲がるんでしょうか?
光子が多数集まったのが光だとすれば形が影響するもんでしょうか?
それとも光子同士で強い相互作用が存在し全体として形から影響される?

太陽光は波長ごとに多数の電磁波が同時に進行しているのでしょうか。
物質に衝突した瞬間に粒子の性質が現れるとかでしょうか。
進行方向に直角な平面板なら曲がるのは理解できますが光がまさか・・・

光が曲がる条件とは何でしょうか?

Aベストアンサー

ホイへンスの原理の本質は汗渉です。

つまり素元波同士が干渉して、強めあう
方向に光はすすむという考え方です。
つまり同一位相の面に垂直に進む。

回折現象が示すように、素元波は
あらゆる方向へ進もうとします。
しかし、その殆どの方向は干渉によって
刈り取られ、光の進む方向は限定されます。

Q斜位とプリズム眼鏡について

眼科で斜位(常にではなくたまになる)と診断されて
視力も悪いので眼鏡をつくることになりプリズム眼鏡という特殊なレンズのにしたのですがこれって値段はいくらぐらいするものなのでしょうか?
普通の眼鏡より高いって言ってたので今ちょっと不安になってきまして・・・。
先生にはプリズム眼鏡でなくてもいいとも言われていてもう処方箋も書いてもらってるんですがやっぱ普通の眼鏡でもいいかなとも思っています。
常になっているわけではないし本を読んだりして疲れた時にたまに複視がちょっと出るくらいで(すぐ戻ります)特に不便もないので。
でも決まってるものをまた相談するのって失礼でしょうかね?すこし行きにくいです(^_^;)
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

間歇性外斜視といっても、程度は様々で、軽度のものは結構頻度良く見られます。
軽度の間歇性外斜視では、余程疲れている時や、集中力を欠いている時に目が外れやすく、目を戻そうと意識すると戻すことができます。逆に言えば、わざと眼を外すこともできます。立体視なども問題ないことがほとんどです。

外斜位(プリズムが基底内方に処方されているので)とは、片眼をカバーして隠すと隠した方の眼は外へ外れますが、カバーを外すと外へずれていた眼は戻り、もう一方の眼は動かない状態です。
斜位のみであれば、両眼開放状態ではそれぞれの目で見た目標物を融像して一つの物として見ることができるので、立体視などにとくに問題はありません。

間歇性外斜視は、大抵の場合、遠くを見たときに眼が外れやすく、近くでは斜位の状態を保っている場合が多いのですが、眼を内に寄せる力(輻輳力)が弱い方では、遠くは斜位(あるいは正位)であるのに、近くを見るときに外斜視になることがよくあります。(近くを見るときには対象物を単一視するために、眼は内に寄せる必要があるので)読書時になりやすいということだったので、輻輳力が弱いかも知れません。基底内方のプリズム眼鏡であれば、眼を寄せる必要が無いか、あるいは少し寄せるだけで済みますので、寄り目が苦手であれば、近くを見るときにはプリズム眼鏡を掛ける方が楽に見れると思います。多少の眼のズレも何とか無理に融像させることができる「融像幅」がある程度あると思いますので、遠くを見るときも近くを見るときもこの融像幅の範囲内で楽に見ることができるプリズム度数が片眼6Δずつなんでしょうね。

瞳孔間距離(PD)を操作することでプリズム効果を出す事ができると前回お答えしましたが、処方箋に記載されている度数では、無理かもしれません。(計算上、PD=65mmということですので、さらにこれより60mm広げなければ効果がでませんので)この操作は眼鏡度数が強い場合には使う事ができます。

処方箋の中の80度の線は、左レンズの乱視軸ですね。-0.25Dというのはあまり処方しませんが、それがある方がマシなのでしょうか。(この程度であれば、通常は乱視のレンズ無しでもあまり視力的に変わらないことが多いので)

レンズの傾斜は遠用眼鏡の場合の角度ですね。この角度は近くを見る老眼鏡などでは大きくなります。物を見るときの視線を重視し、レンズと角膜の頂点間距離が適切(12mm)になるよう設定されてます。頂点間距離が離れると、レンズ度数の効果が変化するためです。

書かれている内容から見ると、複視を自覚する程度はさほど強くないようなので、ご自分でプリズムは不要と思われるのでしたら、プリズム無しで眼鏡を作られても良いと思いますが、一度眼科で確認された方がよいでしょうね。(眼鏡店も困るかも知れませんので)

間歇性外斜視といっても、程度は様々で、軽度のものは結構頻度良く見られます。
軽度の間歇性外斜視では、余程疲れている時や、集中力を欠いている時に目が外れやすく、目を戻そうと意識すると戻すことができます。逆に言えば、わざと眼を外すこともできます。立体視なども問題ないことがほとんどです。

外斜位(プリズムが基底内方に処方されているので)とは、片眼をカバーして隠すと隠した方の眼は外へ外れますが、カバーを外すと外へずれていた眼は戻り、もう一方の眼は動かない状態です。
斜位のみであ...続きを読む

Qハーシェルはプリズムを使って太陽光のスペクトルをつくりました。そして出

ハーシェルはプリズムを使って太陽光のスペクトルをつくりました。そして出てきたスペクトルのそれぞれの色の温度を測りました。すると紫色の光がいちばん温度が低く、赤色に近づくほど温度は高くなることを発見しました。さらに赤外線も発見しています。このことを、100wの白熱灯とCD面での分光と、温度計は体温計で再現を試みています。しかし光が弱いためか色違いによる温度差が生じません。凸レンズでの集光でも駄目でした。再現するにはどうしたらよいか教えてください。

Aベストアンサー

いくつかの話を混同されているようです。
 ハーシェルはプリズムを使うことで太陽光に、赤や青などの色々な色の光が含まれていることを確認しました。また、赤よりも外側で、目には光が含まれていないように見える部分に温度計を置き、そこで温度上昇が起こることを確認することで、目には見えない成分(赤外線)が含まれていることを発見しました。
 一方、天文系の本には、青っぽい星が赤っぽい星よりも温度が高いと書いてあると思います。これは、ある星が出している光の中で青成分が赤成分より多ければ、赤成分のほうが多い星よりも温度が高いということです。温度と色調の関係は古くから知られていたようですが、定式化に成功したのはWienで、Wienの変位則と呼ばれています。

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A6%E3%82%A3%E3%83%BC%E3%83%B3%E3%81%AE%E5%A4%89%E4%BD%8D%E5%89%87

 ひとつの星から出ている光の青成分が赤成分より温度が高いのではなく、青成分の多い星が赤成分よりも温度が高いのです。

 ハーシェルの実験を追試するのであれば、白熱灯の光を分光し、赤より外側の光がない部分で温度計の温度上昇が起こるかやってみてください。なお、CD分光器は手軽でいいのですが、下記のようなフィルムもお勧めです。
http://item.rakuten.co.jp/undigital/03-9843/

いくつかの話を混同されているようです。
 ハーシェルはプリズムを使うことで太陽光に、赤や青などの色々な色の光が含まれていることを確認しました。また、赤よりも外側で、目には光が含まれていないように見える部分に温度計を置き、そこで温度上昇が起こることを確認することで、目には見えない成分(赤外線)が含まれていることを発見しました。
 一方、天文系の本には、青っぽい星が赤っぽい星よりも温度が高いと書いてあると思います。これは、ある星が出している光の中で青成分が赤成分より多ければ、赤...続きを読む


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