波数とは？光を理解する鍵となる波数の世界波数の計算方法とは！？
💡 波数は、光や電磁波の性質を表す重要な物理量の一つです。
💡 波長、周波数、光子エネルギーとの関係を理解することで、光の性質をより深く理解することができます。
💡 この記事では、波数の計算方法や様々な物理量との関係について解説します。
それでは、第一章「波数の定義と関連する物理量」を始めたいと思います。
波数の定義と関連する物理量
波数の定義と関連する物理量について解説していきます。
✅ 本記事は、光学用語の一つである「波長」と「周波数」の変換ツールについて解説しています。
✅ ツールは、波長を周波数と周期に変換したり、周波数を波長と周期に変換したりすることができ、それぞれ入力値の設定と出力値の設定を行います。
✅ 記事後半では、ツールで用いられている波長、周波数、周期の計算方法について、それぞれの定義と変換式を用いて詳しく説明しています。
さらに読む ⇒光学技術の基礎用語出典/画像元: https://www.optics-words.com/kogaku_kiso/wave_calculation.html波数って、難しいけど、なんか面白いですよね！
波数は、分光学では単位長さあたりの波の数を表す量で、記号は(overline{u})、単位はcm⁻¹カイザーを用います。一方、振動現象を記述する際には、記号は(k)を用い、単位はrad/mを用います。(k)は角波数と呼ばれることもあります。波数(overline{u})は、波長(lambda)の逆数で計算できます。また、光子エネルギー(E)、周波数(u)との関係は以下の式で表されます。(E=hu=frac{chlambda}=chtimesoverline{u})。
波数、確かに難しいね。でも、光を理解するのに必要なんだろ？
波数から波長、周波数、光子エネルギーの計算
波数から波長、周波数、光子エネルギーの計算方法について解説していきます。
✅ この記事は、光のエネルギーの計算方法について解説しています。
✅ 電磁波のエネルギーは波長と周波数によって決まり、プランク定数と光速を用いた計算式で求めることができます。
✅ また、記事では可視光線の波長、エネルギー、振動数の関係を具体的に示し、光のエネルギーから波長や振動数を求める計算式も紹介しています。
さらに読む ⇒光と色と出典/画像元: https://optica.cocolog-nifty.com/blog/2012/01/post-0dfa.html波数から様々な物理量を計算できるんですね！
波数(overline{u}=2times10^4cm⁻¹)をもつ光の波長(lambda)、周波数(u)、光子エネルギー(E)を計算する手順を解説しています。可視光の波長は350nm～750nmの範囲であり、この範囲外の光は人間の目には見えません。光の波長とエネルギーは反比例の関係にあり、波長の短い光ほどエネルギーが大きくなります。
波数って、やっぱり宇宙と繋がっとるんやろか？
可視光の色と波長、色相環
可視光の色と波長、色相環について解説していきます。
✅ この記事は、色の三属性である色相、明度、彩度を理解することで、色の表現をより正確に行うことができるようになることを説明しています。
✅ 色相は色の種類、明度は色の明るさ、彩度は色の鮮やかさを表す指標であり、これらの三属性を組み合わせることで、様々な色の微妙な違いを表現することができます。
✅ 記事では、具体的な色の例を挙げながら、それぞれの属性がどのように色に影響を与えるかを説明し、光のスペクトルや色相のグループ分けなど、色の基礎知識についても解説しています。
さらに読む ⇒色彩101®｜カラーコーディネートと色彩学習出典/画像元: https://www.shikisai101.com/color/basic/detail/id=14色相環って、面白いですね！
色相環は、色を円形に配置したもので、補色関係や色の3原色などを理解するのに役立ちます。色相環は美術デザインや物理化学の分野でも利用されています。可視光の色と波長、発光ダイオードの波長の対応表が示されています。赤色の光は波長が長く、青色の光は波長が短いことが分かります。
色相環、初めて見たわ！
人間の視覚と可視光スペクトル
人間の視覚と可視光スペクトルについて解説していきます。
✅ 可視光線とは、人間の目で見える領域の光であり、虹のように見えるスペクトルで構成されています。
✅ 可視光線は、赤から紫までの色の帯として観察され、これは光の波長の長さが異なるためです。
✅ 最も波長の長い光が赤色に見え、最も波長の短い光が紫色に見えます。
さらに読む ⇒オー・ジー長瀬カラーケミカル株式会社出典/画像元: https://ognagase.co.jp/blog/%E5%8C%96%E5%AD%A6%E3%81%AE%E9%9B%91%E5%AD%A6%E3%80%80%E5%8F%AF%E8%A6%96%E5%85%89%E7%B7%9A%E3%81%AE%E6%B3%A2%E9%95%B7%E5%9F%9F%E3%81%AF%EF%BC%9F人間の目は、可視光スペクトルしか見れないんですね。
人間の目は、約400ナノメートル（紫）から700ナノメートル（赤）の範囲の波長を持つ光を認識し、これを可視光または可視スペクトルと呼びます。この範囲は、赤、オレンジ、黄色、緑、青、藍、紫の7色に分けられ、それぞれ異なる波長に対応します。紫外線や赤外線を人間よりも深く見ることができる人もいますが、明確な境界線はありません。また、スペクトルの片方の端をよく見るからといって、もう片方の端もよく見えるとは限りません。インディゴは、ニュートンの定義によるスペクトルに含まれていますが、明確な波長は割り当てられていません。これは、ニュートンが古代ギリシャの伝統に基づき、スペクトルを7色に分割したためです。しかし、現代のスペクトルでは、多くの場合インディゴは省略され、6色で表現されます。
そうか、人間は限られた範囲の光しか見れないんだね。
動物の視覚と可視光スペクトルの応用
動物の視覚と可視光スペクトルの応用について解説していきます。
✅ ミツバチは紫外線を感知する能力を持っており、花びらの紫外線の反射や吸収を感知することで、蜜のある場所を判別し、仲間にも情報を伝えている。
✅ 実験では、紫外線を吸収する塗料を塗った花びらの模型に、ミツバチが集まる様子が観察され、ミツバチが紫外線を感知していることが確認された。
✅ 記事では、ミツバチの紫外線感知能力に関する実験動画が紹介されている。
さらに読む ⇒goo出典/画像元: https://www.goo.ne.jp/green/life/unno/diary/202301/1671614328.htmlミツバチって、紫外線を見れるんですね！
動物の中には、人間よりも広い範囲の光を見ることができるものもいます。例えば、ミツバチは紫外線を見ることができ、鳥は紫外線と一部の赤外線を見ることができます。しかし、金魚が赤外線を見ることができるという説は正しくありません。人間の目は、可視スペクトルを超えた範囲の光を認識できませんが、動物は異なる視覚能力を持っていることを理解することが重要です。可視光スペクトルとは、人間の目に見える電磁スペクトルの範囲であり、約400nm（紫）から700nm（赤）の波長を持つ光線です。この範囲は、人間の目に見える色に対応しており、虹の七色（赤、橙、黄、緑、青、藍、紫）に分割されます。白色光は、これらの波長を含むすべての色を混合したものです。プリズムを通して白色光を照らすと、異なる波長が異なる角度で屈折し、虹のように色に分解されます。人間の目は、赤外線や紫外線などの可視光スペクトル外の光を見ることはできませんが、一部の動物はこれらの範囲の光を見ることができます。例えば、ミツバチは紫外線を見ることができ、鳥は紫外線で輝くマーキングを持っています。可視光スペクトルは、光学機器や画像処理などで重要な役割を果たしています。また、人間の視覚、色の知覚、光合成などの様々な現象に影響を与えています。
やっぱり、宇宙には人間の知らないことがいっぱいあるんやな！
本日は、波数について解説しました。光の性質を理解する上で、波数は重要な概念です。
💡 波数は、光の波長、周波数、光子エネルギーと密接に関係しています。
💡 波長、周波数、光子エネルギーを計算することで、光の性質を詳しく調べることができます。
💡 可視光スペクトルは、人間の視覚だけでなく、動物の視覚や光合成など、様々な現象に影響を与えています。
