白い光の正体 ｜ ニュートンが見つけた光と色

白色光の正体とは

17世紀ごろ、イングランドの物理学者 ニュートンは、太陽光などの光には様々な「色の光」が含まれており、これらが重なり合ったものであることを、プリズム*透明ガラスの三角柱を用いた実験によって明らかにした。

プリズムの仕組み

プリズム*prismとは、光を通すと色ごとに屈折の角度が変わる性質を利用し、白色光*はくしょくこう
/ 太陽光などの色を感じない無色の光を分解するための道具のこと。

白色光は一つの光に見えるが、実際には波長の異なる複数の光が混ざっている。

プリズムを通すことで、それぞれの波長が異なる方向に分かれ、色として可視化される。

光がプリズムに入ると「屈折*くっせつ」が起こる。これは光が空気からガラスへ進む際に進行方向が変わる現象である。

この屈折の角度は波長によってわずかに異なり、長い波長の赤はほとんど曲がらず、短い波長の紫ほど大きく曲がる。その結果、白色光は連続した色の帯として分解され、この現象全体をスペクトル*spectrumという。

こうして白色光は、連続した色の帯として観察される。

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このとき分解された光は、人間の目には波長の違いが色として認識されるため、虹のような連続した色の帯として見える。
 
さらに、それぞれの色光を再び重ねると、異なる波長が同じ空間に混ざり合い、人間の目では区別できないため、白色光として認識される。

スペクトルの構造

スペクトル*spectrumとは、白色光が波長の違いによって連続的に分解された状態のこと。

赤から紫へと続く光の帯は、明確な境界を持つ色の集合ではなく、波長の変化がそのまま視覚化された連続現象である。

このことから白色光は単一の色ではなく、複数の波長成分が重なった構造体であると理解できる。