(3/6)初歩的な質問ですみません。レンズの色収差などでよく耳にしますが質問は何故、波長によって屈折率の違いが起きるのかということです。レンズに光が入った時、青色の波長の光と赤色の波長の光とでは青色の方が屈折率が大きいですよね。それを証明する方法を教えていただければと思いましてよろしくお願いします。19:29回答No.3ベストアンサーnoname#11476補足読みました。siegmundさんも詳しく書かれていますので、単純にしたわかりやすい例で説明してみましょうか。50円玉と糸を用意して下さい。その50円玉に糸を結んで振り子をつくります。(長さは適当に試して下さい)糸の端をもって左右に振ります。このとき振る巾はせいぜい3~4cm位がいいでしょう。初めはゆっくりと、そしてだんだん早く動かしていくと、自分の手の振りよりだんだん50円玉の方が振りが大きくなることがわかります。手の振る巾は変わらないのに一番振りが大きくなるところが共鳴している周波数です。早く動かすと今度はまた振りが小さくなります。このとき注目して欲しいのは手の動きと50円玉の動きの関係です。共鳴するスピードからずれてくると、動きも一致しなくなります。(うまく動かすと手の動きと正反対になります)これが、位相がずれてくると言うことであり、物質内の分極と外からの電場の位相も同じことで一致しなくなるわけです。ここで、手の動きは外からの電場の振動(要するに光の振動数=色)であり、50円玉は物質内の分極でありこれもまた光となって出ていきます。この位相のずれの量を屈折率という数字で表していると考えられるとわかりやすいかと思います。共鳴周波数からずれた振動数で振動させると位相がずれるという現象は、物理ではかなり基本的なもので、光に関わらず電気回路でもその他の現象でも沢山見られる基本的な現象なんですね。共鳴周波数からある程度まではこの位相がずれた光と元の光が混ざり合って全体として位相がずれますが、更に遠くなると(振り子を手でものすごい速度で振動させると50円玉が振動しないのと同じです)今度は振動しなくなるので、位相のずれもなくなる(屈折率が1に近づく)わけです。ガラスの場合はそのほとんどが紫外光の領域に共鳴周波数があるので、ご質問のような赤より青の方が屈折率が大きいということになったわけです。(3/6)かなりかみくだいて説明していただいてありがとうございました。siegmundさんも丁寧な説明ありがとうございました。だいたいは分かった感じです。今ちょっと忙しいのでまた後でじっくりお二人の説明を読み直してみたいと思います。16:41回答No.1noname#11476現実の物質はなかなか複雑なのですが、最も基本的な考え方について説明したいと思います。物質の原子なり分子に光が当たると、その光の電場で振動が起きます。この原子なり分子なりを簡単に電気双極子(電荷eが+と-が両端にある一つの棒)で表します。この双極子にはその質量などから、共鳴する周波数ω0があり、そこでは光の吸収は最大になります。(ここでは計算は省略しますが、電気双極子モーメントの計算は沢山の本にのっているので探してみて下さい)で、この共鳴周波数から少しずれた周波数の光をいれてあげると、この双極子から出てくる光は元の光と位相がずれて出ていきます。この光は結局もとの光と合成されて、外に出て行くわけですが、この双極子がないときよりも位相がずれてしまいます。これが屈折率の源です。式を解いていくと結局、屈折率はω=ω0のときにはn=1でそこからはずれると長波長側は一度大きくなった後、やがて小さくなり、最後に1に向かっていくという特性が導かれます。波長による物質の分散が得られるわけです。現実の物質は単純な電気双極子モーメントでは表せないので簡単には答は出せません。通常ガラスは紫外のところに強い吸収を持っています。そのためその紫外域の吸収から遠い赤色の方が屈折率が低くなります。ガラスでもたとえば吸収端が非常に短波長にある、真空紫外まで光が透過するMgF2、CaF2などは同じ青のところでの屈折率を見るとBK7のような紫外にすぐ吸収のある材料よりも屈折率は小さくなります。丁寧な解説ありがとうございました。丁寧に解説していただいたのに申し訳ありませんでした。質問で、証明なんて言葉を使ってしまったのが良くなかったのですね。17:19結果を報告するこのQ&Aにはまだコメントがありません。あなたの思ったこと、知っていることをここにコメントしてみましょう。istDL2を愛用しています。物理学レンズの屈折率は、レンズにあてる光の波長によって微妙に異なりますよね。(だからプリズムを使...ニュートンリング、光路差で質問。念のため問題文を書きますが、添付した図を見ていただければわかると思います。質問は(2)で...メガネの特性について。その他(健康・病気・怪我)レンズによって見え方があるようですね。眼の病気・コンタクトレンズ・視力矯正40代の者です。これまで近視の眼鏡をかけてきました。F2.8」のレンズで30万円と8万円があるが、この違いは何でしょうか。空気中で薄い凸レンズに光軸に平行な光線を入射したときの光の進み方について考える。出来上がり、後で見に来たたくさんの人の悩みの解決に役立てられています。