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第1章 光の不思議
空はなぜ青いの?
光は【散乱】する
【散乱】は空気中の分子で起こる
青い光は強く【散乱】される
【散乱】現象もいろいろ
虹はなぜできる?
虹の7色は光の【屈折】でできる
【屈折】は光の色と媒質で変わる
【屈折】した光は水滴中で【反射】する
虹の見える角度は決まっている
お風呂場の灯がぼける?
波の「回折」には2通りある
穴を通った光は縞模様になる
レンズを通った光もぼける
シャボン玉はなぜきれい?
「干渉」すると波形が変わる
波が重なりあって「干渉」する
光の干渉を実験で確認する
レンズや油膜にも虹色が見える
ホログラフィーは回折と干渉を利用している
水面はなぜ光るの?
音と光は同じ波でもまったく違う
光は横波だから「偏光」する
ミツバチは空の偏光状態を知る
彗星の尾はなぜ流れる?
彗星は2種類の尾を持つ
光には圧力がある
宇宙のチリは太陽に引き込まれる
光の見える方向は変化する
自然界の光
「蛍光」と「燐光」の正体は?
ホタルの光で本が読めるの?
暗夜に船が不気味に光る?
稲妻は静電気のこわいイタズラ?
オーロラは光のショー?
地球と宇宙と光
光が生命を育む?
地球にも窓がある?
見えない光(紫外線・赤外線)は何をする?
光がイタズラすると?
地球が温室になる?
光と色
色が見えるのはなぜ?
立体に見えるのはなぜ?(1)
立体に見えるのはなぜ?(2)
遠ざかるものが出る光は赤味がかかる?
「重力レンズ効果」ってなに?
重力が光の色を変える?
光と単位
光速は、常に一定
長さの単位が光に関係がある?
光の粒子の重さはどのくらい?
光はエネルギーをもつ?
光って、波なの?粒子なの?
光は粒子だ!(アイザック・ニュートン)
光は波だ!(グリマルディ、ホイヘンス)
光は絶対に波だ!(フレネル、ヤング)
光は波で、電磁波だ!(マクスウェル)
マクスウェルの方程式とは?
変位電流とは?
電磁波、電磁場とは?
電磁波の発生原理は?
電磁波の速度は?
光は粒子でもある!(アインシュタイン)
光電効果ってなんだ?
光子ってなんだ?
光子以外の粒子も波になる?
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第2章 光を作る
太陽の光
太陽は50億年前に誕生した
太陽の核融合エネルギーは巨大
太陽の色は「黄色」の波長が最も強い
人間の目は太陽光にあわせて進化した
白熱灯と蛍光灯
白熱灯は熱せられて輝いている
身近な蛍光灯は意外に複雑な仕組み
蛍光灯内では電子と原子がぶつかり合っている
照明に使われる白色LED
光源には「色温度」がある
テレビと液晶
テレビのブラウン管は電子線で光る
液晶とは「液体結晶」のことだった
液晶ディスプレイはサンドイッチ構造
液晶ディスプレイのこれまで
いろいろな方式のディスプレイ(プラズマディスプレイ)
いろいろな方式のディスプレイ(有機EL)
LED
光をあてると電流が流れる仕組み
電流を与えると光が出る仕組み
半導体レーザーもpn接合を利用する
レーザー
レーザー光を生み出す電子の分布
光を発振・増幅させる仕組み
自由電子レーザーの仕組み
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第3章 光を利用する
写真
小さな穴を通る光で景色が写る
銀塩フィルムが化学反応して像が現れる
カラーフィルムは3色で色を再現する
デジタルカメラは光をデータで記憶する
レンズ
メガネに使われる凸レンズと凹レンズ
凹レンズは近視、凸レンズは遠視
望遠鏡レンズは凸凹レンズの組み合わせ
色のにじみを補正するレンズ
色収差の少ないガラス
球面収差をなくす非球面レンズ
光の回折を利用したレンズ
積層型回折光学素子を使った一眼レフ用レンズ
巨大なレンズ、ハワイのマウナケア山頂のすばる望遠鏡
広い視野角を誇る主焦点カメラ
レンズコーティング
レンズの表面では光が反射する
コーティングで透過率が上がるのは?
多層膜コーティングで透過率は99.9%に
光を分割するコーティング技術
ナノテクノロジーを応用したコーティング技術
CCDセンサー
光を電気に変える仕組み
受光素子が帯電する
CCDセンサーは電荷をバケツリレーする
CMOSセンサー
CMOSセンサーの構造
高画質CMOSセンサーの製造技術
CMOSセンサーのノイズキャンセル技術
CDとDVD
ディスク内面の凹凸でデータを記録
レンズでレーザー光を集光するピックアップ
色素変化で記録するCD-R
相変化材料で記録するCD-RW
青色レーザーで記録密度が倍増
デジタル複写機
2方式あるスキャナーの仕組み
レーザー光をコントロールするユニット
レーザー光と静電気を利用するプリントプロセス
光ファイバー
光をコアに閉じこめる
光ファイバー通信に最適なレーザー光
シングルモードとマルチモード
光ファイバーに光を送り込む
半導体露光装置
レーザー光で回路を露光する
出来あがった半導体
ウエハーステージの超精密位置決め技術
次世代の半導体露光技術
大型の液晶パネルを露光する液晶露光装置
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第4章 光、その未来
近接場光
直径が波長以下になると光はストップする
“光のしずく”ができる理由
近接場光を利用する
放射光
高速な電子を操作すると光子が飛び出す
放射光を利用する実験施設SPring-8
放射光をあてると物質の正体がわかる
レーザー核融合
原子核が反応すると膨大なエネルギーが出る
反応で質量が減る分がエネルギーになる
強力なレーザー光で核融合を起こす方法
光コンピューター
光子の動きをベースに計算をする
実用化のカギはクビットのアルゴリズム
クビットで超高速計算ができる理由
監修者プロフィールとメッセージ
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