文系のための 東大の先生が教える 光の不思議

やさしくわかる! 文系のための東大の先生が教える

光の不思議

理科が苦手な人でも、どんどん楽しく読める!

やさしくわかる! 文系のための東大の先生が教える 光の不思議
 
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ISBN 978-4-315-52708-7
A5判/カラー2色刷/304ページ
発行日:2023/06/30
定価1650円(税込)

 

 私たちは目に入ってきた「光」をとらえることで,世界を見ています。光はあまりに身近すぎて,その存在を意識することはあまりないかもしれません。でも,光にはたくさんの不思議がつまっています。たとえば,空気は透明なはずなのに,なぜ空は青いのでしょうか? 夕焼けで空が赤くなるのはなぜでしょうか? なぜ虹はカラフルに見えるのでしょうか?
 そもそも光の正体とはいったい何なのでしょうか? 光の正体をめぐっては,数多くの科学者がその解明にいどんできました。光の正体を解き明かす鍵となったのは,その速度でした。科学者たちはさまざまな工夫をこらして,猛烈なスピードで進む光の速度を測ることに成功したのです。そして20世紀前半,天才物理学者であるアインシュタインは,光の速度についてのある疑問から,この世界の常識をひっくり返すような大発見をしました。
 本書では,光の性質と,その正体について,生徒と先生の対話形式でやさしく解説します。光の性質を知れば,身近な不思議な現象のしくみがみるみるわかるでしょう! どうぞご覧下さい!

 

 

CONTENTS

  • 1時間目:光が生む不思議な現象

    STEP1. 光は折れ曲がる!
    太陽の光は,実はカラフル
    光が水に入って曲がるのは,速さが遅くなるから
    光は色によって,ガラスを進む速さがちがう
    虫眼鏡は,光を曲げて大きく見せる
    屈折を利用してピントを合わせる近視用の眼鏡
    水滴による屈折が虹をつくる
    逃げ水も空気中の水滴が原因
    夜空の星は,見えている方向には存在していない

     

    STEP2. はね返る光のおかげで物が見える
    鏡はすべての色の光を反射する
    物が見えるのは,反射のおかげ
    「48度」で水が鏡になる
    ダイヤモンドは全反射で光り輝く
    巨大望遠鏡は反射を使って光を集める

     

    STEP3. 飛び散る光,重なる光─散乱と干渉
    空気で飛び散った青色の光が,空を青くする
    夕焼けの赤は,長い距離を進む赤色の光
    シャボン玉の虹色は,光の波が足し合わされてできる
    ブルーレイディスクが虹色なのは,表面のギザギザのせい
    モルフォチョウもアワビも,自然界の虹色は色素じゃない

     
    2時間目:光と色の三原色

    STEP1. 3色の組み合わせで,色が決まる
    3色の光が,すべての色の光をつくる─光の三原色
    目の奥には,3 色に対応したセンサーがある
    トリの見る世界は,ヒトよりあざやかかも
    自分で光らない物の色は,反射した光の色
    3色の絵の具で,どんな色でもつくれる─色の三原色

     
  • 3時間目:光の正体を求めて

    STEP1. 光の速さの探究
    光の速さは桁ちがい
    光速の測定に挑んだガリレオ
    人類史上初,光速の測定に成功
    19 世紀,歯車を使って光の速さが正確にわかった
    光の正体は,電気と磁気がつくる波だった
    電磁波って何?
    偉人伝② 近代化学の父,ガリレオ・ガリレイ
    偉人伝③ 電磁気学を確立,ジェームズ・マクスウェル

     

    STEP2. 光の正体は,波でもあり粒子でもある
    赤外線も可視光線もX線も,すべて電磁波
    どんな物体も,温度に応じて電磁波を放出している
    星の色のちがいは,温度のちがい
    花火の光は,高温の原子から出る電磁波
    電子が飛び移って電磁波が発生
    太陽からのガスが電子とぶつかってオーロラができる
    蛍光灯は紫外線を可視光に変換している
    電磁波には振動の方向がある
    光は,粒子の性質をもっている

     
    4時間目:常識をくつがえした光速度不変の原理

    STEP1. 光の速さは常に変わらない
    宇宙を満たすエーテルとは?
    エーテルは見つからなかった
    光を高速で追いかけたら? アインシュタインの疑問
    物の速度は,見る人による相対的なもの
    光の速さは,だれから見ても同じだった !

     

    STEP2. 超光速は実現不可能?
    光速は,自然界の最高速度
    ロケットから光を発射しても,光速は超えられない
    ライトの向きを変えても,光速は超えられない
    遠くの銀河は,超光速で遠ざかっているように見える
    宇宙では,超光速のジェットが噴きでている?
    水中なら,電子は光を追い抜ける
    最初から超光速の粒子なら,存在している可能性がある
    超光速粒子タキオンの存在は謎のまま
    偉人伝④ 物理学を一変させた,アルバート・アインシュタイン

     

        


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