「光とはどんなものか?」と聞かれたらあなたはなんと答えるでしょうか?
- 音と同じように波である
- 赤や紫など7色に光る
- ものすごく速く進む
どれも正解ですが、物理的な答えか?と言われると少しあいまいかもしれませんね。高校物理の分野は用語の定義をきちんと理解することが重要です。この記事では
- 光の正体と性質
- 高校物理の範囲で学ぶ光波の公式
を高校物理を学ぶ受験生向けにわかりやすく解説していきます。
目次
光の正体
まず光の正体ですが「光=電磁波」です。私たちが普段光と表現するのは目で見ることができる「可視光線」を指すと思いますが、私たちが光と呼ぶものは電磁波の中のごく一部のこと。目には見えないだけで、赤外線や紫外線なども光の一種です。
人間が目にすることができる可視光線は波長が前後の電磁波のことをいい、それよりも波長が長いと赤外線や電波、それよりも波長が短いと紫外線や放射線と呼ばれるようになります。

光速
真空中の「光の速さ=光速」はおよそで、1秒間に30万km進みます。これは地球7周半の長さにあたり、太陽まで8分20秒で到達してしまうほどの速さです。ちなみにこの数字は受験で聞かれることはないので覚える必要はありません。
今の物理学では、光よりも早く移動する物質は存在しません。ちなみに真空以外の媒質を進むとき、光の速さは遅くなります。
光波の公式と重要な用語まとめ
受験生向けに光波の単元で学ぶべき公式と定義を以下にまとめておきます。問題を解く参考にしてください。また、より詳しい解説を知りたくなった人は解説記事もぜひ読んで理解を深めていきましょう。
光の屈折







光の反射





参考記事:光の反射・全反射ってなに?わかりやすく解説してみた
光路差

ヤングの干渉実験
強め合う条件(明線になる条件):

弱め合う条件(暗線になる条件):






参考記事:ヤングの干渉実験ってなに?わかりやすく解説してみた
回折格子

弱め合う時:

(


薄膜による干渉

弱め合う時:



くさび形空気層による干渉

弱め合う時:


参考記事:くさび形空気層による干渉ってなに?わかりやすく解説してみた
ニュートンリング

弱め合う時:


参考記事:ニュートンリングってなに?わかりやすく解説してみた
フィゾーの実験
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(:歯車の回転数、
:歯車の歯の数)
光の分散

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