光

光（ひかり）は?義には電磁波を意味し, ?義には電磁波のうち可視光（波長が380 nmから760 nmのもの）をいう ^[1]。?義の光は非電離放射線の一つ ^[2]。

基本的性質 [ 編集 ]

直進
- 光は均質な媒質の?部では直進する ^[1]（エウクレイデスの「光の直進の法則」）。?密には、重力場では光の?路も彎曲する ^[3]。
反射 ? 屈折
- 光は異なる媒質の境界面で反射あるいは屈折する ^[1]。屈折率も?照。
- 凸凹の無い平面鏡に?たった光は、鏡に?たったときと同じ角度で反射する（エウクレイデスの「光の反射の法則」）。
- 光の屈折の際は、スネルの法則が成立する。
透過 ? 吸? ^{[
要曖昧さ回避
]}
- 光が透明な媒質の境界面に?たったとき、その一部は境界面で反射するが、?りは媒質の?部を通過する現象を透過という ^[1]。
- 光が透明な媒質の?部を通過するとき、その?部へ吸??換される現象を吸?という ^[1]。
干? ? 回折
- 二つの光波（位相差が時間とともに?化しない同一周波?のコヒ?レントな二つの光）が重なり合うことで光が?くなったり弱くなったりする現象を干?という ^[1]。
- 光が?搬するときに障害物の後方に回り?む現象を回折という ^[1]。
自然光と偏光
- 光速（光の速さ）は、光源の運動?態にかかわらず、不?である（光速度不?の原理）。また、光は媒質を必要とせず、 ?空中を ?播することができる。

詳細は「偏光」を?照

光の理解 [ 編集 ]

思想史 [ 編集 ]

光は??な思想や宗? において、超越的存在者の?性を示すものとされた。古くから宗?に光は登場しており、より具?的には太陽と結びつけられることも多かった。古代エジプトの神、アメン ? ラ? などはその一例である（太陽神も?照可）。プラトンの有名な「洞窟の比喩」では、光の源である太陽と最高原理「善のイデア」とを結びつけている。

新プラトン主義では、光に?弱や濃淡があることから、世界の多?性を?明しようとしており、哲? と神秘主義が融合している。例えばプロティノスは「一者」「叡智（ヌ?ス）」「魂」の3原理から世界を?明し、「一者」は、それ自?把握され得ないものであり光そのもの、「叡智（ヌ?ス）」は「一者」を映し出しているものであり太陽であり、「魂」は「叡智」を受けて輝くもので月や星であるとし、光の比喩で世界の?明を論理化した。この新プラトン主義は魔術、ヘルメス主義、グノ?シス主義にまで影響を及ぼした、とも言われている。

『新約聖書』ではイエスにより「私は、世にいる間、世の光である」（ヨハネ福音書 9:5）と語られる。またイエスは弟子と群集に?して「あなたたちは世の光である」（地の?、世の光）と語る。ディオニュシオス?アレオパギテ?スにおいては、父なる神が光源であり、光がイエスであり、イエスは天上界のイデアを明かし、人?の魂を照らすのであり、光による照明が人に認識を?えるのだとされた。この思想はキリスト?世界の思想に??な形で影響を?えた。しばしば光＝正義、闇＝?の二元?立としてたとえて語られた。

グノ?シス主義では光と闇の二元的?立によって世界を?明した。

?? では、光は、 ? や菩薩などの智慧や慈悲を象?するものとされる。

科?史 [ 編集 ]

粒子?と波動? [ 編集 ]

「光は粒子なのか? それとも波なのか?」この問題は20世紀前半まで、?者たちを大いに?ませた。なぜなら、光が波であるとしなければ?明できない現象（たとえば光の干? 、分光など）と、光が粒子であるとしなければ?明できない現象（たとえば光電?果など）が存在していたからである（詳細は後述）。

この問題は、 20世紀に量子力? が確立していく中でようやく解決することになった。不確定性原理によって生じた問題を?明するため、 1927年にニ?ルス?ボ?アが、一方を確定すると他方が不確定になるような2つの量は、互いに補い合いあうことにより?象の完全な記述が得られるとする、 相補性 という?念を提唱したのである。この考え方が受け入れられ、「光は〈粒子性〉と〈波動性〉を?せ持つ」と表現されるようになった。

光の粒子性 [ 編集 ]

ニュ?トンによって、光は粒子だとする?が唱えられた（粒子? ）。アインシュタインは光子の?念を提唱し、これは現在まで用いられている。

粒子（量子）としての光を光子（光量子）という。光子は電磁場の量子化によって現れる量子の1つで、電磁相互作用を媒介する。

$E=h\nu$ ... 光のエネルギ? E は振動? $\nu$ に比例する（比例定? h はプランク定? ）
$p={\frac {h}{\lambda }}$ ... 光の運動量の大きさ p は波長 $\lambda$ に反比例する

このため波長の短い X線などにおいて、光の粒子性は特に?著となる。

詳細は「光電?果」および「コンプトン?果」を?照

光の波動性 [ 編集 ]

光は波動として振る舞い反射 ? 屈折 ? 回折などの現象を起こす。

ヤングの?? （1805年）により光の波動? として?明され、その後マクスウェルらにより光波は電磁波であることが示された。?密にはマクスウェルの方程式で記述されるベクトル波であり偏光を持つが、波動光? では簡略化のためにスカラ? 波として扱うことが多い。

波動としての光を光波と呼ぶ。

光のエネルギ?は電場の振幅の2?に比例する
運動量はポインティング?ベクトルに比例する

光の理論のタイム?テ?ブル [ 編集 ]

紀元前4世紀エウクレイデス（ユ?クリッド）、光の直進の法則、光の反射の法則を?見。
10世紀 - 11世紀、イブン?アル＝ハイサム（アルハゼンとも。965年-1040年）『光?の書』、アラビア語（原語）: Kit?b al-Man??ir (???? ???????)、ラテン語: De Aspectibus or Perspectiva、英語 Book of Optics。七?にもおよぶ光?の書。13世紀にはラテン語に??されヨ?ロッパで?まった。科?的方法で光を?究しており、ベ?コン、ウィテロ、ケプラ?、ニュ?トンなどに大きな影響を?え、彼らの?究手法（科?的方法）や光??究などに多大な影響を?えている。バ?ゼルでの初版は 1572年（『光?法典』）。
1611年ヨハネス?ケプラ? 、光の逆2?の法則を?見。
1621年スネルが光の屈折の法則（スネルの法則）を?見。
1637年デカルトが『屈折光?』で光の屈折反射を論じる。
17世紀 ^[
いつ?
] ニュ?トンによる光の分散の??
17世紀 ^[
いつ?
] レ?マ? による光速度の測定
1690年ホイヘンス『光についての論考』 - ホイヘンスの原理
1704年ニュ?トン『光? 』
1800年ごろ、ヤングの??
1847年マイケル?ファラデ? による偏光の??
1850年ごろ、レオン?フ?コ? やアルマン?フィゾ? の光速度の測定
ウェ?バによる電磁波の速度の測定
19世紀マクスウェルの方程式
1881年マイケルソン?モ?リ?の??
1905年アインシュタインの光量子??
1958年チャ?ルズ?タウンズによるレ?ザ?の?明

出典 [ 編集 ]

[ 脚注の使い方 ]

^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g 照明??『照明ハンドブック第2版』2003年、7頁。
^ “ 「放射線による健康影響等に?する統一的な基礎資料(平成27年度版)」第1章放射線の基礎知識 ” (pdf). 環境省 . 2021年5月31日 ??。
^ アルバ?ト?アインシュタイン著、金子務 ?『わが相?性理論』白揚社、1981年、147頁。

?連項目 [ 編集 ]

理論

?用

機能

光物理機能
- 化??光
- 電界?光 (EL)
光化?機能
- フォトレジスト
- 光?媒
光波機能
- 光ファイバ?

外部リンク [ 編集 ]

[syoumei7-1] ^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g 照明??『照明ハンドブック第2版』2003年、7頁。

[2] “ 「放射線による健康影響等に?する統一的な基礎資料(平成27年度版)」第1章放射線の基礎知識 ” (pdf). 環境省 . 2021年5月31日 ??。

[3] アルバ?ト?アインシュタイン著、金子務 ?『わが相?性理論』白揚社、1981年、147頁。

[1]

[2]

[3]

表話編 ? 電磁波
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X線	硬X線 X線軟X線超軟X線
紫外線	極端紫外線（英語版）遠紫外線（UVU）近紫外線 UV-C UV-B UV-A
可視光線	紫藍 ? シアン ? ? 橙赤
赤外線	近赤外線（NIR）短波長赤外線（SWIR）中波長赤外線（MWIR）長波長赤外線（LWIR）遠赤外線（FIR）
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