[光]:直進・反射・屈折
30万km/秒 (地球7周半/s)
太陽-地球:149,600,000km
150,000,000km/300,000km=約500秒(8分20秒)
暗い色は光をよく吸収する(あまり反射しない)
明るい色は光をあまり吸収しない(よく反射する)
レンズ(虫眼鏡):光が一点に集まるように、光を曲げる
[可視光]
振動数: 4*10^14 ～ 8*10^14 Hz
波長:400 ～ 800nm
赤:波長:長(赤方偏移)、振動数:小
紫;波長:短、振動数:大
※あらゆる電磁波は光と同じスピードで進む
低←→高(振動数)
赤・オレンジ・黄・緑・青・藍・紫
白熱灯は低周波数帯が強い→赤が強く現れる
蛍光灯は光周波数帯が強い→青が強く現れる(蛍光灯の下で口紅を塗るとどぎつくなる)
赤い色→低周波数帯を反射→あたたまりにくい
長波長→短波長
AMラジオ:1MHz (波長300m)
テレビ:50MHz(VHF)
FMラジオ:100MHz
携帯:800-1900MHz
電子レンジ:
赤外線(infrared)
可視光線
紫外線(ultraviolet=UV)
X線
[三原色]additive primary colors
Red, Green, Blue
[subtractive primaries]
Cyan(G+B), Magenta(R+B), Yellow(R+G)
[光の速さ]
水中:0.75c
ガラス:0.67c
ダイヤモンド:0.41c
紫外線も赤外線もガラスを通過できない
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[入射角][反射角][屈折角]
この3つはすべて"光線と法線のなす角度"
[反射の法則]
入射角=反射角
(フェルマーが発見)
[光の逆進性]
光が物質Aから物質Bに入る場合と、BからAに入る場合では、光の通る道筋は同一である
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[凸レンズ] 矢印の上端から出る光を赤、下端から出る光を青などで描かせる
カメラ(虚像を映す)
拡大鏡
[焦点]
:光軸に平行な光線が収束する点
焦点の探し方
①平行な光線(太陽光)を利用し、光線が収束する点をさがす
②焦点の内側に目を置き、対象物を遠ざけてぼやける点の少し手前が焦点→虚像
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なぜ紙に像が映らない
↓
ピンホールカメラの原理
↓
レンズ
The lense converges light onto the screen without the unwanted overlapping of rays.
[実像]real image
:レンズを通った光が収束する場所にできる像
・スクリーンに写すことができる
・常に逆さま
[虚像]virtual image
:光線を逆向きに延長したときに 1 点で交わる場合にできる像(このとき光は収束していない)
・像があるように見える場所には実際には対象物はない
・スクリーンに写すことができない
・鏡に映る像は虚像(対象と同じ大きさ、上下と左右は同一、裏表が逆)
・凸レンズで、対象が焦点距離の内側にある場合→実際よりも大きい虚像
→虫眼鏡を使うときは観察対象を焦点距離の内側に置かないと見えない
・凹レンズでは、対象物の距離に関わらず、常に実際よりも小さい虚像が見える(カメラのファインダー)
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[対象が焦点距離の外側にある場合]
・対象の同一の点からでた光はすべて(focal plane上の)ひとつの点に収束するので、像を結ぶ
・焦点距離よりも1ミリでも外に対象を置けば実像ができるが、実像ができる位置は遠く、像も小さく、光も弱いため実際には見えない
・焦点距離の2倍の位置に対象があるとき、レンズの反対側で焦点距離の2倍の位置に、対象と同一の大きさの実像ができる
・対象がレンズから離れるほど、実像のできる位置はレンズに近づき、かつ小さくなる
・映画・プロジェクター・カメラの原理
[対象が焦点距離にある場合]
・対象の同一の点から出た光は、レンズの反対側ですべて平行になるので像を結ばない
[対象が焦点距離の内側にある場合]
・対象が焦点距離の内側にあると実像はできない。なぜなら、焦点距離において対象から発する光が、レンズの反対側では平行になり(光の逆進性)、収束しないから
・レンズの反対側からのぞくと虚像(左右・上下・裏表同一)が見られるので、虫眼鏡として使える(虫眼鏡の観察対象は焦点距離の内側に置かなければならない)
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[音]
・音は疎密波である(地震のP波)
[弦と振動数の関係]
振動数が高くなる場合
・弦が細い、短い、張りが強い
振動数が低くなる場合
・弦が太い、長い、張りが弱い