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目に見える光の波長がセンチメートルよりもはるかに短いことを示しているのは何ですか?

可視光の波長がセンチメートルよりもはるかに短いことを示すいくつかの観察結果は次のとおりです。

* 小さな開口部からの回折: 光は、サイズが波長に匹敵する障害に遭遇すると、角を回転させるか、角を曲げます。 目に見える光でこれを容易に観察します。 たとえば、狭いスリットを通してレーザーポインターを照らすと、明るいバンドとダークバンドの回折パターンが表示されます。スリットがセンチメートルのサイズの場合、回折パターンは非常に微妙です。 顕著な回折を確認するには、センチメートルよりもはるかに小さいマイクロメートルの順序でスリットが必要です。

* 干渉パターン: 光の2つ以上の波が重複すると、建設的に(明るい斑点を生成する)または破壊的に(暗い斑点を生成)干渉することができます。これらの干渉パターンの間隔は、光の波長に依存します。 ヤングのダブルスリット実験は、この典型的な例です。 この実験での干渉フリンジの間隔は、可視光が数百ナノメートルのオーダーに波長を持っていることを示しています。これはセンチメートルよりもはるかに小さいです。

* 薄膜の色: シャボリ泡や油彩のような薄膜は、フィルムの上面と下面から反射される光波の干渉のために、虹色の色を示します。 これらのフィルムの厚さは、可視光の波長に匹敵します。 波長がセンチメートルのオーダーにある場合、色ははるかに顕著ではなく、同じ虹色を示しません。

* 顕微鏡の解像度: 顕微鏡はレンズを使用して、光の焦点を合わせてオブジェクトを拡大します。 顕微鏡の解像度(2つの密接な間隔のオブジェクトを区別する能力)は、光の波長によって制限されます。 センチメートルよりも小さいオブジェクトを見るには、電子顕微鏡などの可視光よりも短い波長を使用する顕微鏡が必要です。

* 光の吸収と散乱: 光が物質と相互作用する方法は、波長に依存します。 たとえば、青色光は赤色光よりも大気によってより効果的に散らばっています。そのため、空は青く見えます。 可視光の波長は、空気分子のサイズよりもはるかに小さくなりますが、著しい散乱を引き起こすほど大きくなっています。 波長がセンチメートルのオーダーにある場合、この散乱はそれほど顕著ではありません。

これらの観察結果は、可視光の波長がセンチメートルよりもはるかに小さいことを示しています。それは数百ナノメートルの範囲で、これは約10,000倍少ないです!

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