光の分散ってなに？わかりやすく解説

当記事では大学受験生向けに、光の分散の原理原則をわかりやすく解説していきます。

• これから物理を学ぶ高校生
• 物理を得点源にしたい受験生

に向けて、できるだけ噛み砕いて解説しますので、ぜひ最後まで楽しんで学んでいきましょう！

光の分散：プリズムに太陽光を通す

プリズムに太陽光を通すと、スクリーンに紫から赤の連続した光が映し出されます。

赤、橙、黄、緑、青、藍、紫、の７色に分かれますが、実際には明確に分かれるわけではなく７色がグラデーションで連続して映し出されます。この現象を光の分散と呼びます。

私たちが普段目にする太陽光は白色光と呼ばれ様々な波長の光が混ざって白色に見えています。白い単一の光が見えているわけではありません。

なぜ7色に分かれるのか

白色光をプリズムに通すとなぜ７色に分かれるのでしょうか。

一般的に光は波長が短いほど光の速さは遅く、波長が長いほど光の速さは速くなります。

赤＞橙＞黄＞緑＞青＞藍＞紫、の順番で波長が短くなり、波長が短い光ほど屈折率が大きくなるため、白色光をプリズムに通過させると屈折率の異なる光が通過し、屈折角が大きくなるため７色に光がわかれます。これを「光の分散」と言います。

赤、橙、黄、緑、青、藍、紫の７色の光を可視光とよび、この範囲の光しか人間の目には見えません。赤より波長の長い光を赤外線、紫より短い光を紫外線といい、どちらも人間の目に見ることはできません。

赤外線よりさらに長い波長になると電波、紫外線よりさらに短い波長になると放射線と呼ばれる光になります。

私たちが光と呼ぶものは電磁波と呼ばれる波の中のごく一部のことで、白色光をプリズムに通すと目には見えないだけで、赤外線や紫外線も分散されています。

スペクトル

赤→紫の光の色の帯をスペクトルといいます。

スペクトルには太陽光によってできる連続スペクトルと、明線が飛び飛びになって現れる線スペクトルの２種類のスペクトルがあります。

例えば水銀のアーク放電を利用して発光させる水銀灯の光を回折格子で映すと水銀の線スペクトルがスクリーンに映し出されます。

線スペクトルは原子の内部の状態によって変わってきます。

まとめ

原理原則がしっかりと理解できるまで、繰り返し記事を読み込んでください。読み込んで理解できたら、知識を定着させるために問題集などで例題も解いてみましょう。

では、最後まで読んでいただきありがとうございました！