▷ 単色光

この記事では、単色光とは何か、それが何に使用されるか、そしてこのタイプの光を生成する方法について説明します。単色光と多色光の違いも学びます。

単色光とは何ですか?

単色光とは、単一の波長を有する光のことです。したがって、単色光は単色放射、つまり一定周波数の放射です。

したがって、人間の目は単色光を単一のスペクトル色として認識します。簡単に言えば、単色光は私たちが色として認識する光です。

以下に、さまざまな色と対応する光学特性を関連付けた表を示します。

色	波長(nm)	周波数 (THz)	エネルギー (eV)
紫	380 – 450	670 – 790	2.75 – 3.26
青	450 – 485	620 – 670	2.56 – 2.75
シアン	485 – 500	600 – 620	2.48 – 2.56
緑	500 – 565	530 – 600	2.19 – 2.48
黄色	565 – 590	510 – 530	2.10 – 2.19
オレンジ	590 – 625	480 – 510	1.98 – 2.10
赤	625 – 780	385 – 480	1.65 – 1.98

純粋な単色性は存在しないため、単色光は理想的な特性であることに注意してください。実際には、単色光は常に異なる波長の放射で構成されていますが、これらは実質的に同じであるため、単色とみなされます。

電磁放射を波長に応じて分離し、単色光を得ることができる機器は主に 3 つあります。これらの機器は、プリズム、回折格子、光学フィルターです。

光学プリズムは光をさまざまなスペクトル色に分割します。つまり、プリズムは、入射光を波長に応じて異なる光線に曲げ、入射光を異なる単色光線に分離します。

このように、プリズムはガラスの屈折率が波長に依存するという光学特性を利用しており、光は波長に応じて異なる角度でプリズムから出射します。

回折格子は、一定の距離に配置された一定の太さのワイヤで構成されています。したがって、回折格子は放射線の波長に応じて異なる方向に光を回折します。このようにして、入射電磁放射線を波長に応じて異なる光線に分離することが可能です。

これらのタイプの光学機器は、分光測定においてモノクロメーター要素としてよく使用されます。

光学フィルターは、特定の波長範囲の光を吸収し、特定の波長の光を通過させる材料です。

したがって、非常に狭い波長範囲の光学フィルターを使用すると、単色光を生成できます。光学フィルターは、必要な波長を除くすべての入射放射線を吸収し、単色光を取得します。

このセクションでは、単色光と多色光の違いについて説明します。これらは 2 つの密接に関連した物理概念であるためです。

多色光は、異なる波長の電磁放射線を放射する光です。言い換えれば、多色光は異なる周波数の電磁放射のセットです。

したがって、単色光と多色光の違いは波長の数です。単色光は単一の波長を持ちますが、多色光はさまざまな波長で構成されます。

最後に、単色光が何に使われるのかを見ていきます。単色光の定義とは別に、その意味をより深く理解するためにその用途を知ることも役立つからです。

単色光は分光分析技術で使用されます。これには、材料のサンプルを単色放射線に曝露し、吸収される放射線の量を測定することが含まれます。次に、単色放射線の吸収と周波数のグラフから、材料の組成を決定できます。この原理は光測色計の動作に利用されます。

さらに、単色光は、測色計、分光光度計、分光蛍光計、分光計などの多くの光学機器で使用される光の一種です。