光ってなに？

質問

小学生みたいな質問で恐縮なんですが、「光」ってなんなんですか？辞書で調べましたが、「太陽、電灯、蛍などから発せられて目に明るく感じられるもの」という、なんだそれっていう内容でした。化学的に？か、物理的に？かわからないんですけど、誰か光が何なのか教えてください。

回答No.5

joshua01 · ベストアンサー

こんにちは。
光は何か。小学生のような質問とご謙遜ですが、なかなか高度な質問で、大の大人でも１割も理解していないのではないでしょうか。
　私も自分の理解に自信があるわけではありませんが、次のような説明ではいかがでしょう。

　多くの方が光は「電磁波」であるといわれており、そのとおりです。これを説明することがまず大変ですがおつきあいください。

　電気は電線を通るのはご存知でしょう。また、電線が切れると、たとえ１ｍｍ離れたただけでも電気は通りませんね。しかし、一方、電気にも、静電気として、セルロイドのしたじきに髪の毛がつくように、電線がなくても伝わる能力があり、こちらは数センチくらいは伝わりますね。これを電界（電気力）といいます。一方、磁石の力も何もないところでも伝わり、釘などをひきつけますが、その距離も数センチくらいでしょう。これは磁界（磁気力）と言います。

　実は電気は磁気を、磁気は電気を生む力があり、これら２つを上手に組み合わせると電線も何もない空間でも両者が助け合って電気・磁気ともに何千kmも飛ぶことがわかっています。
　その「上手に組み合わせる」方法のひとつが、電気の強さをすごいスピードで強めたり弱めたり繰り返し変動させるすることです。（例えば、スイッチを、すごい勢いで入れたり切ったりを繰り返す。）
　このようにすると、自然に電気と磁気の力が助け合いを始めるため、このように強さを繰り返して波のように変えることで起きる助け合いを「電波」あるいは「電磁波」と言います。
（この助け合いの原理は、百数十年ほど前にマクスウエルさんという人が発見しました。）

　電波は物にぶつかるとそこに電気を起こします。人間の体にぶつかれば、そこで電気を起こし、感電させることもできます。しかし、人間の体は鈍感ですので、普通はそれを感じることができません。
　しかし、目の中の神経の一種は、これを感じることができます。それも、電気を強めたり弱めたりする繰り返し速度が１秒に数百万回の、ラジオやテレビに使われている変動回数（周波数）のものは感じられませんが、１秒に数千兆回ぐらいの速さで繰り返して変化すると感じることができ、このような電波が目に入ってくると、ちくちくと神経が刺激され、「見える」という状態になります。このような回数速度の電波が「光」と呼ばれています。

　なお、光より少し振動回数の少ない（ゆっくり）ものは「赤外線」と呼ばれ、目では感じられませんが、原子を振動させて、「熱」を生じるために暖かく感じ、光よりさらに振動回数の多い（速い）ものは「紫外線」と呼ばれてこれも目では感じられませんが、皮膚の中の特別な仕組みを刺激して黒い色素を発生させ、「日焼け」を起こします。

　また、電波は、スイッチや無線用の装置を使って電気をわざと強めたり弱めたりしても発生しますが、物体に強い熱を加えて原子の中の電子が強く運動することでも発生します。このため、「たき火は明るい炎を出す」ことになります。

さてさて、ご理解いただけたでしょうか。
お役に立てれば幸いです。

お礼

丁寧な回答ありがとうございました。とてもわかりやすく、楽しんで読ませていただきました。おそらく誤解を覚悟で噛み砕いた表現をしていただいたんだと思います。恐縮です。とにかく「へー」の連続で、自分が何も知らなかったことが気持ちよいくらいでした（笑）せっかくですので自分なりにもう少し勉強してみたいと思います。ありがとうございました。

回答No.4

ruehas

こんにちは。
光は電磁波の一種です。ラジオ電波や遠赤外線、携帯電波、Ｘ線も電磁波ですね。その中で、人間の目で捉えることのできるものを「可視光：光」と言います。

電磁波は「波」の性質を持っていて、波長と周波数が決まっています。上記の中ではラジオ電波の波長が一番長く、Ｘ線はめちゃくちゃ短いです。この波長の長さはの単位はμｍ（マイクロ・メートル）、ｎｍ（ナノ・メートル）で、１ミリの１万分の１から１００万分の１といったものです。
可視光の波長領域は８００ｎｍ（赤色）から４００ｎｍ（紫色）の間で、人間の視神経はこの範囲の電磁波を刺激として受け取ることができ、波長によって色の感じ方が変わります。それ以上波長が長くなって見えなくなったものは「赤外線」、短くて見えないものは「紫外線」の領域に入ってしまいます。
この可視領域は動物によって違います。犬や昆虫などは、紫外線が見えたり、赤外線が見えたりします。ですから、光というのは「人間の目に見える電磁波」ということになります。

電磁波は、原子が安定した状態でいるために、外に放出する余分なエネルギーです。原子がエネルギーを受け取ると、原子核の周りの電子が飛び出したり、外の軌道に移ったりします。これは、原子にとって安定した状態ではありません。ですから、原子はエネルギーを放出して安定した状態に戻ろうとします。電灯の光は、電気として持ち込まれたエネルギーを、原子が光として放出したものです。
電磁波の周波数はエネルギーの大きさに比例し、波長は反比例します。これによって波長が決まりますので、８００～４００ｎｍのものは光として見ることができます。
電磁波は読んで字の如く、電場と磁場の組み合わせです。電場が発生すると磁場が発生します。磁場が発生したからには電場が発生しなければなりません。電磁波はこの刳り返しよって真空中を秒速３０万ｋｍの速度で放射状に伝わります。

ですから、光とは、「真空中を伝わるエネルギーで、人間の目に見えるもの」ということになると思います。

お礼

丁寧な回答ありがとうございます。光が何者かってことがなんとなくわかるようです。しかし何度か読み返さないとなかなか頭に入りませんね。なんだか、久しぶりに勉強したい気持ちになりました。ありがとうございました。

回答No.3

daibutsuda

「波」です。

専門用語では「電磁波（でんじは）」といいます。つまり「電気と磁気の波」という意味です。要するに波です。
なんで「電磁波」というかというと、電気と磁気が相互作用を起こして空間を伝播して行くためそう名づけられました。

中学校？の物理で習うと思うのですが、波ですので「波長」というものがあります。波長というのは波のてっぺんからてっぺんの長さです。
この波長が特定の長さのものは、人間の眼球にあたったとき神経細胞を刺激して脳に信号を伝えます。脳はこの神経細胞の刺激を分析して映像化します。これが、われわれの見ている世界です。
この「人間（？）の眼球が反応する波長の電磁波」のことを「可視光線」といいます（その名のとおり「見える」光だからです）。これが一般的に「光」といわれていると思いますが、紫外線（紫より波長の短い電磁波で、目には見えない）や赤外線（赤より波長の長い電磁波で、目には見えない）も広義では「光」だと思いますので、「可視光線」＝「光」とは言い切れません（「可視光線」＝「光」なら「可視光線」という言葉は必要ないハズ・・・）。

「可視光線」＝「光」と定義するなら＃２の方の説明が一番正確です。

電磁波自体は可視光線以外にも波長の長いものから短いものまでいろいろあります。有名なのは「電波」です。ラジオとかに使われているものですが、当然目には見えませんが、これも光の仲間です（正確には光が電波の仲間、といった方がいいかも）。

なんで特定波長の電磁波が可視光線として人間の眼球に捕らえられ、脳で映像化ができるのかはわかりません。ダーウィニズム的に考えると、それが進化上都合がよかった、ということになるでしょう。
メクラウオなど、光のないところで生活する種には目がありません。

お礼

丁寧な回答ありがとうございます。うーむ。望んでいた答えとはいえ難しい話です。しかし、なんとなくは見えてきた気がします。

回答No.2

junmen5

人間の目に見えるもの　では、どうでしょう。

お礼

なるほど。気持ちよく納得です。美しい回答に感動でした。

回答No.1

nuts

光というのは電磁波の一種で、人間の眼に光として感じられる範囲の波長を持つもの（可視光線）です。
と、これではたぶん求められる解答になっていませんね。
エネルギーの現れ方の一種で、たまたま人間の目に感じられる形態のもの、という説明ではどうでしょうか。（正確に言うと話は逆で、地球上にあふれている各種エネルギーのうち、可視光線をうまく感じるように進化してきたのが人間の眼なのですが）。

あるいはこういう説明はどうでしょうか。光は電磁波の一種ですがその電磁波というのは、光子という素粒子の流れでもあります。感覚的にはこちらの方が理解しやすいかもしれませんね。（ただし、ちゃんと理解しようと思うとけっこう大変なのですが。アインシュタインの理論が出てきてしまいます）

お礼

早速のご回答ありがとうございました。なるほど。です。