プリズム

プリズム

出典: Wikipedia
一般小学生

まとめ

  • 光を屈折・分散させるために用いられる、ガラスやプラスチックなどでできた透明な多面体。
  • 光の波長による屈折率の違いを利用して、白色光を虹のような色の帯(スペクトル)に分ける光学装置。
  • 分光だけでなく、全反射を利用して光の進路を特定の方向へ変える目的でも使用される。

解説

プリズムは、光が異なる物質の境界を通過する際に進行方向が変わる「屈折」という性質を利用している。太陽光などの白色光がプリズムに入射すると、光の波長が短い(紫に近い)ほど大きく屈折し、波長が長い(赤に近い)ほど屈折が小さくなる。この現象を「分散」と呼び、分けられた色の帯を「スペクトル」と呼ぶ。

アイザック・ニュートンはこのプリズムを用いた実験により、白色光が単一の色ではなく、多様な色の混合体であることを科学的に証明した。また、プリズムの形状や入射角を調整することで、光を特定の方向に反射させる「全反射」を起こすことも可能であり、これは双眼鏡や一眼レフカメラの内部機構に応用されている。

コラム

光の屈折率は物質の種類だけでなく、光の色(波長)によっても異なる。このため、水中の物体が浮き上がって見えたり、レンズの周辺部で色がにじんだりする現象(色収差)が発生する。プリズムはこの性質を積極的に活用した光学素子であり、現代の科学分析においては、物質が放つ光を分解して成分を調べる「分光器」の心臓部として欠かせない存在となっている。

小学生のみなさんへ

プリズムは、ガラスやプラスチックでできた、透明な多角形の柱のような道具です。太陽の光をプリズムに通すと、反対側からきれいな虹のような色の帯が出てきます。これは、光がプリズムを通るときに、色によって曲がり方がちがうために起こる現象です。

もともと白っぽく見える太陽の光には、いろいろな色がまざっています。プリズムを使うと、そのまざった色をバラバラに分けることができるのです。この分かれた色の帯のことを「分光ぶんこう」や「スペクトルすぺくとる」と呼びます。

ルラスタコラム

空に浮かぶ虹ができる仕組みも、実はプリズムと同じです。空にある小さな雨の粒がプリズムの役割をして、太陽の光をバラバラの色に分けているんですよ。雨上がりに虹が見えるのは、空にたくさんの「水のプリズム」が浮かんでいるからなのです。

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