光ってなんだろう!? 光ってなに?

光のきほん

光ってなに?

光の正体は”電磁波”(でんじは)と呼ばれるエネルギーです。
電磁波の中でわたしたち人間が見えるものを光と呼んでいます。

電磁波には他にもいろいろあります。

たとえば、レントゲンに使うX線も電磁波です。
テレビを見ることができたり、ラジオが聞けたりするのも電磁波のおかげです。

太陽の光はあたたかいのに、電気の光はあたたかくないですよね?
太陽の光があたたかいのも、電磁波のひとつ赤外線(せきがいせん)のしわざです。
太陽からはいろいろな電磁波が飛んできていますが、その中でも赤外線があたると人はあたたかく感じます。 日焼けのもとになるのは紫外線(しがいせん)です。

光はどのように進むの?

とても高速でまっすぐに進みます。

どのくらい速いの?

秒速30万kmぐらいで進みます。時速108億kmです!1秒で地球を7周半もする速さです!!
太陽からの地球までの距離はだいたい1億4千9百万キロメートルです。
光はこの距離を8分で進みます。
もしこの距離を時速100キロの車で行こうとすると177年もかかります!!

たとえば、かみなりはぴかっと光ったあとに、ちょっとタイミングがずれてゴロゴロと音が聞こえてきますよね?
これは音の進む速さが光よりおそいからです。
音の速さは秒速340mくらいです。
今度かみなりが光ったら、音が鳴るまで何秒かかるか数えてみてください。
音が鳴るまでにかかった時間×340mがかみなりの落ちた場所までの距離です。

光は勝手に曲がらないの ?

光が勝手に曲がることはありません。何かにあたるまで、ずっとまっすぐ進みます。

光のコントロール

光をコントロールする方法は3つあります。

  1. 何かで光をとめる

    影は何かで光をとめたときにできます
  2. 光を反射する

    光を鏡ではねかえすことができます。
    これを反射(はんしゃ)といいます。
    光を反射させると、ほんとうはいないはずのところに物があるように見えます。
    人間は絶対光はまっすぐ進むと思い込んでいますので、鏡の奥に物があるようにかん違いしてしまいます。
  3. 光を曲げる

    空気からガラスや水などの透明な物に光が入ると光の進む方向が変わります。
    これを屈折(くっせつ)といいます。
    プールの底にあるボールをもぐらずに取ろうとしたとき、なぜか空振りしちゃったことはないですか?
    じつはボールはプールの外から見たところとはちょっと違うところに沈んでいます!
    これ、光の屈折のしわざです。

    虫めがねやレンズも光の屈折を利用しています。

    他にも
    光を曲げたりゆがめたりする方法は他にもあります。回折格子やホログラフィックレンズなどです。これらは光が波である性質を利用していますが、これはちょっと説明がややこしいです。

    また、科学者は重力でも光を曲げることができることを発見しました。だけど、これは強い重力を持ったとても大きな物体、たとえば星ぐらいでないと光を曲げることができません。これはそう簡単に目で見ることができません。

光で何ができるの?

皆さんの周りには光を利用した便利で大切な装置(デバイス)がいっぱいあります。光を出すもの、コントロールするもの、感じる(検出する)もの、全部です。たとえば、、、
  • 私たちの目
  • めがねやコンタクトレンズ
  • テレビや映画
  • カメラのレンズ
  • 双眼鏡望遠鏡
  • 顕微鏡や虫めがね
  • 豆電球、懐中電灯
  • プロジェクター(映画やスライドなどに使われています)
  • CD/DVDプレイヤー、ゲームプレイヤー
  • スーパー・マーケットやコンビニにあるバーコードリーダ(ピッてなる機械)、スキャナー
  • クリスマスのイルミネーション
  • 天気予報や軍事に使われる人工衛星、GPS
  • 体の中を見ることができる医療機器
  • ソーラーパネル、太陽電池など太陽のエネルギーを利用する機械
まだまだたくさんあります。
植物も光を使って成長したり酸素を作ったりします(光合成)。
ほたるのおしりは光ることで、仲間と交信しています。
今回はこれらについては詳しく説明しません。知りたい人は先生に聞いてみてください。

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