Lucianne Walkowicz
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もし1つの色しか見えないとしたら? 例えば 見えるのは赤い色だけで 他の色は 全く見えないとしたら どうでしょう? 実は 私たちが 日常経験している事は このようなもので 人の目は いろいろな光の ごく一部しか 見ることができません 私たちのまわりには いろいろな種類の光がありますが 見えないものもたくさんあります 音楽放送に使われる ラジオ波から 体の内部を見るために お医者さんの使うX線 食べ物を温める 電子レンジのマイクロ波 これら全てが 広い意味で 光であることを理解するために 光とは何かを 簡単に説明しましょう 光は電磁波で 粒子と波 両方の性質を持ちます 光の波は 海の波のようなもので 大きな波もあれば 小さな波もあります 次から次に打ち寄せる 波もあれば ゆったりとした 波もあります 波の山から山の長さは 波長と呼ばれ 波の来る頻度が 周波(振動)数です 海に浮かぶボートの上で 波に揺られているとしましょう 波の波長が長ければ ボートはゆったりと上下に揺れます 周波数の低い揺れです でも波長が短く 波の間隔が狭ければ ボートは上下に揺れ続け 周波数が高い揺れになります いろいろな光も全て波で 波長や周波数が違うだけです 波長や周波数から その光の持つ エネルギーの量が分かります 波長の長い波のエネルギーは低く 波長の短い波のエネルギーは高いのです こう覚えると簡単です ボートに乗っていて 折り重なるような波の来る 荒れた海では 必死に物が海に落ち込まないように 押さえるのに忙しく エネルギーを使うでしょう でも 波長の長い波ならば ゆらゆら揺れながら リラックスし エネルギーも使いません 光の持つエネルギーの大きさが 物質に与える影響を左右します 例えば 目の細胞を見てみましょう 物が見えるのは 光のエネルギーが 目のセンサーを刺激するからで この部分は網膜と呼ばれます 網膜が感じられる光の エネルギー領域は とても狭く この領域にある光が「可視光」です 網膜には2種の特別なセンサーがあり これらは 杆体(かんたい)と錐体(すいたい)と呼ばれます 杆体は明るさを感知して 明暗の認識に役立ちます 錐体は光の色を識別します それぞれの錐体は 特定の光エネルギーに 敏感に反応します 波長の長い低エネルギーの光に 敏感な錐体もあれば 波長の長い低エネルギーの光に 敏感な錐体もあれば 波長の短い高エネルギーの光に 敏感な錐体もあります 波長の短い高エネルギーの光に 敏感な錐体もあります 光が目にあたると それぞれの錐体が 感じるエネルギーの量が 脳に伝わり その組み合わせが 色として認識されます 私たちが見る虹は 可視光が持つエネルギーの 大きさの順に並んだものです 虹の一方の端は 低いエネルギーの赤 反対側の端には高いエネルギーの 青があります 目に当たる光が 網膜の感知できるエネルギー領域の外なら 見ることができません 波長が短かすぎ エネルギーが大きすぎると 光は目の表面で吸収されてしまい 網膜には届きません 波長が長すぎると 網膜が感じるには 波長が長すぎると 網膜が感じるには エネルギーが足りません 光の種類を決めるのは 波長の違いだけなのです ラジオ波の波長は長く X線の波長は短いですが 人間の目で見れる可視光は この中間にあります 可視光の領域の外側にある 光は見ることができませんが 特別なセンサーがあれば このような波長の光を 捉えることができます デジタルな目のようなものですが このような装置があれば 肉眼では見えない光を 見ることができます 一歩下がって これをまとめて考えてみましょう 全く違うもののようですが 焚き火の上にかざした 手の感じる暖かさは 天気の良い日に降り注ぐ 太陽の光と同じです 天気の良い日に降り注ぐ 太陽の光と同じです 日焼けや他の健康問題を起こす 紫外線や 日焼けや他の健康問題を起こす 紫外線や テレビやラジオ テレビやラジオ 電子レンジとも同じなんです このような光は地球上で 日常 身の回りにありますが さらに びっくりするのは 宇宙からも 幅広い いろいろな光が届くことです 夜空を思い浮かべると 肉眼で見ることのできる キラキラ輝く星を想像するでしょう でもこれは 可視光の部分だけ つまり 幅広いスペクトルの ほんのわずかな部分です 宇宙の絵を描くときに 可視光だけしか使えなければ たった一本のクレヨンで描くような つまらない絵に なってしまいます 幅広い波長帯の宇宙の光を見るには それぞれの光に適した目が必要です 特別な望遠鏡を使って 可視光以外の光も見る必要があるのです ハッブル望遠鏡は有名です ハッブルの撮影した 美しい可視光線や紫外線の写真も 公開されています でも 地球の軌道上に 20もの望遠鏡があり それぞれ 特定の波長の光を 観測していることは あまり 知られていません 宇宙や地上にある このような望遠鏡を使って 宇宙や地上にある このような望遠鏡を使って 見られるものは 本当に素晴らしいものです さらに うれしいことに どんな波長やエネルギーのものでも 宇宙の彼方から届く光も この地球で経験し研究できる 光と同じなんです X線 紫外線やマイクロ波の X線 紫外線やマイクロ波の 物理特性が わかっているので 物理特性が わかっているので 遠くの星や銀河の光を見て そこで何が起こっているのか 知ることができます これからは 毎日の生活の中で 目で見えるもの以外の ことも考えてください 自然界の知識を少し広げるだけで 身の回りの様々なことを 理解する糸口になります