写真でイスラーム  

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2012年 02月 25日 ( 1 )


2012年 02月 25日

光の色(1)・・・虹・CD・航空機

 光には色がある。白色で透明というように見える光にも色がある。光の三原色でおなじみの。色が混ざるほど白く見えてくる光。実はそれぞれの光には色がある。 その色がふと現れてくることがある。


虹の色は何色?
 光に色があることを一番感じさせてくれるのは虹だろう。

 ところで、虹は何色だろうか。
よく虹は七色と教わったような・・・だが、ざっと遠くから見ただけでは3色程度にしか見えないものだ。
 では、最もくっきりと撮れた虹の写真できちん数えてみることとしよう。
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この虹で何色見えるだろう。立ち上がりまでくっきりとした虹をさらにコントラストを強めにして見やすくしてある。

 この虹は二重の虹の主虹であるので弧の外側から光の波長が長い赤から橙・黄・黄緑・青・紫と6色を見ることができた(副虹は色の順番が反対)。


 *実際は三角プリズムで白色光を通せば、光は青の後にさらに青紫があると表現して7色に分かれるとよく書いてある。そして実は光はもっとあり、色の名を知っていれば青紫系もあるし、徐々にグラデーションになり変化しているので、ぴったり7色というわけではないのだ。
 紫外線や赤外線はさらに見えない外側にある。

 虹の色が多彩であることはわかったが、虹で七色を見分けるのは出現した虹がくっきりとして条件が良いことと、目がよくて数えようという好奇心に満ち、色の名も知っている感性がないとなかなか数えきれないということだ。
 自分は目がよくないという点でもうだめなので、こうして写真で確認することになる。

身近な色の分光

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 プリズムはどこの家にもごろごろしているものではないし、我が家でもそれはない。「写真でイスラーム」では時々、身近なものだけで好奇心を満たすだけの超簡単実験を性懲りもなくやっているが、ここでも簡単なものを見てみよう。
この左端に写った色と、虹の写真の色を比べてみよう。
ほぼ、虹色が再現されている。


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 どこでもありそうなCDの記録面である。CDやDVDと言えばぴかぴか光る面があり、そこにレーザー光があたり反射して読み取るという。デジタル除法を載せたくぼみをピットといいデジタル信号をよみとり、そのピットがあるところ以外はただ単に光を反射するだけだ。そういうピットのある溝が1mmにつき600本もあり、それがそれぞれ光を反射する素材でできている。
 したがって、CDは分光器ではないが、いらない光部分が反射されて結果的に分光されて目に入ってくる。私たちの目に入るまでに分光してくれるので見る高さや傾き、光の入射角などによってさまざまに変化して光を見せてくれる。その一つで虹と全く同じ色が円の中心部から外にかけて現れた。(光を一筋に絞っていないので何段にも光の波長によってあらわれてしまうので最初に紫が出てしまっているがその次の赤からは虹の並びと同じだ。)


 真上からペンライトの光をあてると丸い虹状の光が出現するはずだ。(虹も見えないだけでほんとうは丸い。)
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これは、上からLEDペンライトを当てながら小さいデジカメで撮った。理科実験室のような固定はできないので、ひたすら指先での固定と写るところまでいろいろ動かして息を止めての撮影まで十数分かかった。
実験というよりただの根気作業(;゜0゜)

  面白いように光を反射する。蛍光灯やらPCやらいろいろな光源があるところではあまりきれいに見えないので照明を消してまっくらにした。暗い中でペンライトをほぼ中央に当てて、撮ったというものだ。1mmに600本のトラックをもつので仮に3.5cmとして21000本の溝があり、そこに光があたると1/600mmずつ位置のずれた溝はびみょうに屈折率が変わる。狭いCDの中にこれだけはっきりとした光の変化があってこその鮮やかな色なのだろう。


航空機の中の虹・・・突然現れる光の色
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この虹はトルコ航空機内。イスタンブルに行った時のTVの上の壁面に虹が写っていた。
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 色の並びは二重の虹の主虹ではなく外側の副虹と同じである。主虹と副虹では氷粒・水蒸気粒の中での反射角度の違いでこうなることが証明されているのだが、ではこの航空機の中の虹がなぜ副虹(外側の薄い方の虹)と同じなのかが謎だ。

 機内は一定の湿度に保たれた低湿度の空間である。おそらく航空機が飛ぶ10000mの高度のところにたくさんの氷粒があったのかもしれない。程よい厚みに窓外が凍ったのかもしれない。答えは出ないがそんなことを考えているので機内もあまり退屈しないですむ。

 しかし、この虹は何なのかという疑問を2007年から抱えたままなので、さすがに気になり、ここに出してみた。
なぜ副虹と同じ色の並びの虹がここに出現しているのか ・・・お気づきの方は是非お教えください。

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 *ペンライト(LED)でも白熱電球・太陽光など何でも光は多彩な色を持っている。普段は隠れているだけなのだ。プリズムの代わりになる雨粒やらガラスやプラスチックに大気中の氷・水いろいろなものが 光の進む道にあることによって突如として虹色が出現する。

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by miriyun | 2012-02-25 11:39 | Comments(6)