光について

質問

プリズムの分光原理と回折格子の分光原理について詳しく教えてほしいです。
また、ＣＤを光にあてると虹色に見える理由も教えてほしいです。

回答No.1

stomachman

「分光原理」という難しい言葉を使っていらっしゃるので、どういうレベルの説明が適当か、皆さん見当が付きかねているのでは? まずは第一弾として....

プリズムは、光の波長によってガラスの中での光速が違う=屈折率が違うことを使って分光します。

回折格子は、一定間隔で溝を切ったガラス板です。溝の山の部分から光が散乱し、となりの山の散乱光と干渉することによって、波長ごとに異なる方向に進む平面波ができます。

CDは、円周に沿って出っ張りが並んで、円形のすじを作っています。このすじ同士が一定間隔で並んでいるので、概ね回折格子と同じ構造をしている。CDのどの部分を見るかで、すじの向きが違いますから、遠くにある一つの光源から来た光でも、目に達する波長はCDの場所ごとに違う。つまり虹色ですね。
でも、CD上に直径を描いたとすると、この直径上ではどの筋も直径と直角に交わっています。このため、この直径上は同じ色になることが観察できます。観察者の目の位置に依存するわけですから、右目で見る色と左目で見る色は違います。試してみてください。