何故赤っぽい光ほど波長が長いと言えるのか

質問

高校物理の教科書には、色別に波長の長さが書いてありますが、
何故赤っぽい光ほど波長が長いのかという説明が一切ありません。
波長の測定原理も書いてありません。

プリズムでの分光から赤っぽい光ほど屈折率が小さいことから
屈折の法則などの式をいろいろ立ててみても、どうも説明が
つきません。

プリズム中の光は赤い光ほど屈折率が小さいことから、赤い光ほど
プリズム中を進む速さが速いことはホイヘンスの原理によってわかります。
そのあとどう考えればいいのか、教えていただけますでしょうか？

よろしくお願いいたします。

回答No.7

uen_sap

赤いから波長が長い、ではなく、長い波長が赤く見える。と言うことです。

プリズムの話はタブン意味がない。
そのことが赤い光が波長が長いことの根拠にはなりません。

物事の始まりと結果を取り違えないこと。

回答No.6

中村 拓男（@tknakamuri）

ガラスの屈折率は、ガラスの分極の共鳴
周波数が紫外にあるため、周波数に対し理論的に右肩上がりになります。
#紫外にある共振のピークに向って屈折率は大きくなります。
このためあまり曲がらない光の波長は大きいといえます。

光の波長の測定ですが、分光器を使うのがお手軽かと。
原理は回折格子による回折角度の違いです。

回答No.5

noname#212313

プリズムでは赤い光が屈折が少なく、青い光が屈折が大きいですね。

　ところで、大勢が整列して歩いているとき、カーブや角で曲がると内側の人ほど歩くのを遅くすることになります。光の屈折も同じことなんです。曲がる方向の内側ほど光の速度が遅くなります。

　光もガラスや水の中では速度が遅くなります。これは、光が進むときにガラスや水の分子と衝突しつつ進むため、減速するからなんです（ミクロでみるとちょっとややこしいことが起こっていますが割愛）。衝突の度合いなんですが、波であるため波長が短いほど、ガラスや水の分子とぶつかる回数が増えます。同じ距離を進んでも、波長が短いほど揺れる回数が多いからです。

　そのため、波長が短いほどガラスや水の中で遅くなり、屈折も大きくなります。プリズムでの屈折をみると、屈折が大きいのが赤い光、小さいのが青い光であったので、赤い光は波長が長いという推論が成り立ちます。このことは、全く別の方面、例えば温度と発する光の色の関係の観測結果とも傾向が一致します。

回答No.4

meowcoooo

細かいけど
屈折率は光に対してじゃなくて
光が通る物質に対してです
赤色光が屈折率が低いわけではないです。
赤色光が超波長だからプリズムの屈折率が小さくなります。

屈折の法則
n'/n=λ/λ'=v/v'=sinθ/sinθ'
プリズム中で速くなる
プリズム中で波長長くなる
角度が小さくなる
で実験結果と照らし合わせれば良いのでは？

ヤングの実験
白色光でやると
中心は白
中心付近紫～青
外側赤
Δx=lλ/d
λが大きいほど中心から外側へ

回折格子
dsinθ=nλ
λが大きい程θ大きい
=外側

白色光の干渉で考えると実験結果と理論から
赤=長波長とわかります。

お礼

ありがとうございます。ヤングの実験や回折格子においてはわかりました。
No1さんのニュートンリングについてもわかりました。
ただし屈折の法則がちょっとわかりません。
n'/n=λ/λ'=v/v'=sinθ/sinθ'

例えば（赤い光の波長）＞（青い光の波長）　を導こうとするとき、
プリズムに入射する前の波長もそれぞれ異なっているわけで
一つプリズムの実験と実質屈折の法則だけでは導けませんよね？
入射角度をいろいろ変えて実験をすれば、導けるかもしれませんが…

回答No.3

rnakamra

なぜ赤っぽい光ほど波長が長いのか、という質問の答えは物理というよりもむしろ生物、人間の視覚の特徴なのです。つまり、赤っぽい光が波長が長いというより、波長が長い光を赤っぽくとらえる、ということです。
人間の目には長い波長の光を感じる組織と中間の波長を感じる組織と短い波長を感じる組織の3種類の受光組織があります。
長い光を感じる組織が赤に、中間の波長を感じる組織が緑に、短い波長を感じる組織が青に脳内で信号処理されます。

回答No.2

mojitto

>何故赤っぽい光ほど波長が長いのかという説明が一切ありません
なぜなら説明の必要がないからです。

例えば色素を使って紫を作るとき、青と赤を混ぜます。
ですから普通の色彩感覚で言えば、紫の方が青より赤っぽいということになり、赤っぽいほど波長が長いと仰る質問者さまの主張と矛盾します。

赤外線も同様ですね。
赤より波長が長いにもかかわらず、ヒトは赤外線を赤より赤っぽいと認識することができません。

つまり波長が長いほど赤っぽいという質問者さまの理解が間違っているのです。

回答No.1

trytobe

単色光でのニュートンリング（ニュートン環）を実験・観察すれば、可視光線の中では赤色の波長が長い側だと、目で見てわかるでしょう。

ニュートン環 - Wikipedia
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%8B%E3%83%A5%E3%83%BC%E3%83%88%E3%83%B3%E7%92%B0

お礼

ありがとうございます。なるほど、ニュートンリングの実験で
単色光の波長が求められますね。