一般小学生
まとめ
- 光の筋が互いに平行に進む光のことで、光源からの距離が変わっても光を受ける面積や明るさが変化しない性質を持ちます。
- 太陽のように極めて遠くにある光源からの光や、凸レンズの焦点に置いた点光源から出た光がこれに該当します。
- 理想的な平行光線は、何もない空間では拡散することなく直進し続けるという特徴があります。
解説
平行光線とは、光の進行方向が互いに平行であり、どれほど進んでも光の束の幅や密度が変化しない状態を指します。物理学、特に幾何光学においては、光源が無限遠にあると仮定した場合の光（無限遠光）として扱われます。身近な例では、地球に届く太陽光が挙げられます。太陽は巨大な光源ですが、地球との距離が非常に離れているため、地表に届く光はほぼ平行な光線とみなすことができます。
一般的な点光源から放射状に広がる光（拡散光線）は、距離の二乗に反比例して照度が低下します。例えば、距離が2倍、3倍になると、光が広がる面積は4倍、9倍になり、明るさは4分の1、9分の1になります。これに対し、理想的な平行光線は距離による拡散減衰が理論上発生しないため、光学機器の設計において重要な基準となります。
小学生のみなさんへ
太陽の光のように、光のすじがどこまでもまっすぐ、となりの光と重ならずに進む光のことを「平行光線」といいます。ふつうの電球やろうそくの光は、まわりに広がっていくので、はなれるほど暗くなります。でも、平行光線は光が広がらないので、遠くまではなれても明るさが変わりません。
たとえば、虫めがね（凸レンズ）を使って、太陽の光を一点にあつめる実験をしたことがありますか？あれは、遠い太陽からやってきた平行な光を、レンズの力で一箇所にまとめているのです。逆に、レンズの決まった場所に光を置くと、まっすぐな平行光線を作り出すこともできます。
ルラスタコラム
夜の空をてらすサーチライトの光が、遠くまでまっすぐのびて見えるのは、平行光線を作っているからです。鏡やレンズをうまく組み合わせることで、光を広げずに遠くの場所だけを明るくすることができるんですよ。
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