光・電波・電磁波の基本と応用がよくわかる本

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真剣に理解しようとせず避けていた分野に再び取り組むと、知らない事だらけで、次々と発見があり、楽しい。

光は電磁波の一種。紫外線、可視光線、赤外線の範囲に電磁波を分けることができ、波長で言えば1ナノメートルから1ミリメートルの波長を持つ電磁波を光と呼んでいる。

次に、光は粒子なのか波動なのかと言う論争。ヤングの実験から穴を通り抜けた光が穴の背後で広がっていると言うことがわかり波動説が有力となった。またフーコーが空気中と水中の光速の比較。空気中に比べて水中の光速は約4分の3になることがわかった。しかしただの波動ならば、ろうそくの光を遠くから見たときに感知できないはず。光とは粒子と波動両方の性質を持つ何かという所に至る。

もともと海底の熱水をエネルギーとして水中のミネラルや有機物を栄養源にメタン生成細菌が生まれた。その後ら一部のメタン生成細菌は突然変異を起こし、海底の熱水に代わる新たなエネルギー源として有害であった「光」を仕方なく選択することにした。現在のシアノバクテリアの祖先である。彼らは太陽光が得られる海面に移動し繁栄が進んだが、海面は海底に比べミネラルや有機物が枯渇していたことから、海水中の二酸化炭素や炭素を栄養源として体を維持するように。二酸化炭素から炭素を摂取した後に残った猛毒の酸素を大気へ吐き出すように進化。大気中の酸素分子は太陽から降り注ぐ紫外線によって酸素原子となり結合してオゾンとなった。シアノバクテリアにより排出された酸素によって保存ができオゾン層が紫外線からの悪影響を守るようになる。光を利用し、紫外線を利用し、それらにより生成したオゾンで、その悪影響から身を守る。壮大なドラマだ。