光がどのように伝わるか 基礎 光あれ! レッスン2: 光の速度 光を動かすもの 電磁場(EM) 光の解剖学 このレッスンでは、光とは何か、光はどこから来るのか、そしてプリズムに当てるとなぜスペクトルになるのかを学びます。 光を動かすものは何ですか? 光が動くことは誰もが知っていますが、光に小さな足があるわけではありません。では、何が光を動かしているのでしょうか。太陽光が地球に到達するまでの速さを考えると、そもそも光がどのように動くのか不思議に思うでしょう。光が毎秒 186,000 マイルで宇宙を移動していることは、科学の本当の謎の 1 つです。なぜなら、私たちにとって光はいつもそこに存在しているからです。毎日。光はここに来るために移動しているようには感じません。ずっとここにあったように感じます。そして、太陽の光は気持ちがいいです。私たちを幸せにしてくれます。光がなくなってしまうと寂しくなり、戻ってくると嬉しくなります。これは単なる主観的な評価ではありません。それには科学的な理由があります。光は私たちの気分に影響を与えます。こうした天体の魔法がどのように機能しているかを理解するために、光を間近で観察できる顕微鏡を想像してみてください。光は直線的にしか動かないから、光そのものは乾いたスパゲッティのようにまっすぐだと考えるのは簡単です。しかし、それは間違いです。光は直線的に動きますが、見た目は乾いたスパゲッティというよりラーメンの麺のように見えます。波打っています。光の波は振動します。そして、その振動によって光線が光源から放射されます。音叉を想像してみてください。音叉が振動の源です。目に見えるよりも速く前後に動いているので、振動は見えません。しかし、音叉の音は確かに聞こえ、振動を感じることができます。ラーメンの麺の縮れ一つ一つが、音叉の音波の音です。 は 振動…音叉の前後運動。しかし、ねじれの原因は何でしょうか? ねじれは電磁場 (EM) によって生じます。 電磁場(EM) 電磁場 太陽や地球のような大きな惑星の自転によって生成されます。地球の溶融核は地球の自転に合わせて回転し、自転時に生じる摩擦によって地球の磁場が生成されます。オーロラを見たことがあるなら、地球の磁場が働いているのを見たことになります。この磁場が、オーロラが空に波打つ原因です。太陽があの恐ろしく恐ろしい太陽放出を起こすと、電荷を帯びた粒子が放出されます。専門的には「太陽質量放出」または「太陽フレア」と呼ばれます。非常に大きなものは、地球を取り囲む磁気圏と相互作用して、あの壮観な光のショーを作り出します。しかし、電気と磁気は協力して、私たちが「色」として認識するものも作り出します。知っている…誰が気にする? 色を理解しようとしているなら、あなたは理解しているはずです。なぜなら、これら 2 つのフィールドが互いに引っ張り合うことで生じる振動は、物理的には「波」の形をとるからです。波 は 振動です。音叉であれ太陽であれ、発生源から放射されるのが振動です。光を動かすのは波です。前後に振動する速度が、光が高速で動く原因です。そして、ここがすごいところです…この波の安定した振動と振動速度が、肉眼では金色や白色に見える太陽光に、スペクトルを構成する色の帯を発生させる原因なのです。しかし、電磁場はどうやってそれを実現するのでしょうか? 電磁場は実際には 2 つの別個の実体、つまり電場と磁場です。電場は磁場を生成し、磁場は電場を生成します。両者の関係は、私たちと木との関係と同じです。木は私たちが呼吸する酸素を吐き出します。そして、私たちは木が呼吸する二酸化炭素を吐き出します。私たちはそれぞれ、存在するためには相手が持っているものを必要としています。 発振 木と人間の往復運動は、電界と磁界の共生的な往復運動とまったく同じです。それらは「振動」と呼ばれる往復運動の終わりのないサイクルの中に存在します。この絶え間ない往復運動が波を前進させます。この往復運動の速度により、波は実に超高速で動きます。音叉のように、振動は肉眼では認識できないほど速いです。しかし、自然界で虹を作り出す空気中の水滴のように、プリズムのガラスも同じことを行います。光がガラスを通過すると、光波を「色「なぜこれらの帯の色が違うのでしょうか?簡単に答えると、すべての波が同じではないからです。より詳しい答えは、次のレッスンのテーマ「波の力学」です。」 ライト