光ってめっちゃおもろいんやで

どうも、今日も汗だくになりながらお客様をお迎えする準備をしておりました、えふみです。

今日のテーマは先延ばしにしていました運動の第二法則について触れようと思いましたが、せっかくですので僕の専門で研究しておりました光について少しだけ触れてみたいと思います。運動方程式はまた後日触れさせていただきます。身近に溢れている光というものがいかに面白いものであるかについて話せるのはすごくうれしいですね( *´艸｀)

今日は少し難しいですが”偏光”についてお話したいと思います。が、しかしまずは光とは…から触れていき偏光にたどり着くための準備のお話をしようと思います。身近な例を挙げられるように頑張ってみます。それでは、光の不思議な世界を少しでも覗いてもらいましょう！！

光とは波である。

もうすでに何言ってるかわかりませんね。例えを出してもう少し波と光の関連性を覗いてみましょう。

池に小石を投げると波紋が広がって波ができます。この時、水面にもし木の枝などが浮いていた場合を想像していただくと何が起こるかわかりますでしょうか？

この小石によってできた波は枝の奥側へ回り込むような形で広がっていきます。これと似たようなことが光でも起こっていることはもうすでに皆さん体感しているはず…！例えばカーテンから漏れる陽の光であったり、手で懐中電灯やスマホのライトを抑えてみても光は少し漏れ出て見えます。これは光が波であるために、この障害物の奥側に回り込むという性質がみられている例になります。ちなみにこの回り込むことを回折といったりします。同じような波の性質を持つものに”音”があります。壁の向こうでの話し声が聞こえるのは音が波の性質をもっていて、回り込んできているからなんですね！

さてここまでで、いったん「へえ、光って波なんだ。ふうーん」とは思ってもらえたはずです。ここで本題の偏光について触れていきたいと思います。厳密には少々異なるところもあるかと思いますが、イメージがつけばそれでいいです。では…

光は波であります。海の波を思い浮かべていただくと波には進行方向がありますね。もちろん海の波は我々浜辺にいる方向へ向かっていきます。これを簡単な絵で描くと…

こんな感じです。いかにもパワーポイントでテキトーに作った感がありますねえ～（笑）。波はうねうねと上がったり下がったりしているのでこれを矢印で示してみると

こんなイメージなのはわかりますかね？（笑）絵が下手すぎて意味わからんという方は湯舟の水面にスーパーボール落としたらスーパーボールがどのように動くかを想像していただければわかるかと思います。上下するはずですよね。この上下を波の進行方向から見ると、波自体は

こういう風に上下に動くことがわかりますね。みなさんが普段見ている太陽の光は、この波がどうなっているかというと…

イメージとしてはこんな感じです。つまり、いろんな向きの光が混ざった光というものが太陽光なのです。これを無偏光の光と呼びます。特定の向きのみの場合を偏光しているといいます。直線的な向きのみある場合を直線偏光といいます。この偏光を利用した例として偏光サングラスがあります。

あの偏光サングラスは特定の向きに偏光している光にみ透過するようにつくられています。すなわち太陽光のように無偏光の光から、特定の向きに偏光している光を抽出しているといったことになります。これで、光の量を抑え、サングラスとして機能しているのです。この特定の向きだけ抽出するために使われるのが偏光板と呼ばれるものです。偏光サングラスのレンズ部分についているものになります。これは東急ハンズ等にも安価で売っていますので興味があればぜひお手にとってみてください。

ちなみに普段私たちが使っているPCのモニターや、テレビの画面なんかにも偏光板が使われております。また、この偏光とある物質の性質を利用すると下の図のような実験もできます。

これはなかなかに面白いなあと思ったので最後に見ていただきたく、貼らせていただきました。
この原理についてはまた後日お話しするとしましょう。意外と身近なあの現象と太陽光とは何か、でなんとなくわかることができます。

ヒントとしてはみなさんがよく見るプールでの自分の腕の長さと、雨が上がったあとに出るあの橋のようなものです。
少し考えてみると面白いかもですね(^^)

いかがでしたでしょうか？なかなか難しい話が続いてしまって申し訳ありません。身近な例を挙げるための前提条件はどうしても皆さんにわかってもらいたく、キーボードをたたいてしまいました。ぜひ、動画を見て不思議に思っていただけると嬉しいです。