2015年1月19日月曜日

色について考える Part.2 太陽光

お昼,私達を照らしてくれているのは「太陽」です.
色を知るには太陽を知る必要がありそうです.

えっ・・・・そこから・・・・と思った方申し訳ありません.そこから行こうかなと.

この太陽は絶え間なく「水素+水素→重水素,重水素+重水素→ヘリウム3,ヘリウム3+ヘリウム3→ヘリウム+水素*2」の核融合反応をしています.
総じて水素2個がヘリウム1個になる反応です.
ここで,水素の重量とヘリウムの重量に着目すると・・・実は重量が減っていることが分かります.
ざっくりいうとこの減った分の重量がエネルギーになります.
重量とエネルギーの等価性はみなさんもご存知の「アインシュタイン」が発表した特殊相対性理論のE=mc^2 エネルギーは(質量)×(光の速度の2乗)に等しいという式からも分かります.
この核融合反応の過程でγ線,熱とスーパーカミオカンデで計測される「ニュートリノ」,が放出されます.核融合過程ではいわゆる太陽光というのは出ていません.

ちなみに...太陽が水素を使い果たしたらヘリウムの核融合反応が続いていって・・・最終安定物質?の鉄になるまで続く「だろう」とのことです.

では,どうなっているのか?
核融合反応が起きているのは太陽の中心の核と呼ばれるところです.

その核で出来たガンマ線.これがまず核付近で漂っている電子や陽子と相互作用してそのうち核のまわりにあるガスと反応してエネルギーを失います.
ガンマ線がエネルギーを失うと,X線になります.
で,さらにX線はまわりのガスと相互作用をしてどんんどんエネルギーを失っていって,太陽の外周に到達する頃には可視光になっています.

突拍子もないこと言うと可視光(太陽光)というのはいわゆる「電磁波」です.
電磁波はその名前の通り,電気と磁気の波です.
ガンマ線もエックス線も紫外線も可視光も赤外線もこれに分類されます.
これらはそれがもつエネルギーが違うだけなのです.
ちなみにエネルギーが高い順に並んでいます.

で,そういうふうにして太陽からはいろんな波長の電磁波が放出されて地球に降り注いでいるわけです.

で,地球大気の直上のところでの太陽光(紫外,赤外含む)のスペクトル分布はおおよそ下図の青(紺)の線みたいになっているそうな・・・.そしてそして,地球には大気がありますから,その大気やらでこれまた吸収されて,地上に届く頃には赤線のようなスペクトルになっているとか・・・(私が書いた「模式図」です適当ですので正確ではありません)




まぁ,あまり長々と書いても読む気も失せてくるので今回はこのあたりで・・・.
次回は「波長と色」の予定です.


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