タカキ ヒデトシ56

ここ数年の住宅照明では【 電球色 】より “ 少し白っぽい光 ” の【 温白色 】が人気のようです。
二つの光色の違いは『 朝日と夕日の空の色の違い 』に似ているので解説してみたいと思います。

《 日の出 / 日の入 》の時刻の定義は「 太陽の上辺が、地平線または水平線に一致する時刻 」

《 日の出 / 日の入 》の時刻の空は、薄暗くはありますが、
屋外で明りが必要なほど、暗い状態ではありません。
この「 日の出前 」や「 日の入後 」の “ 空が薄明るい状態 ” を【 薄明（ はくめい ）】と呼びます。

《 電磁波 》 が 1 秒間に振動する回数を『 振動数 』または『 周波数 』と言い、
[ ヘルツ ] という単位で表します。　単位の記号は [ Ｈｚ ]
電磁波の性質は “ 振動数の大小 ” によって、ずいぶん変わるので、
振動数の範囲によって、種々の名前が付けられています。

電磁波のうち “ 人間の肉眼に見える ” のは、波長がおよそ、
400 ～ 800 nm（ ナノメートル ）の範囲で、これが《 可視光線 》といわれる狭義の光。
[ nm（ ナノメートル ）] というのは、10 億分の 1 ｍ 、つまり 100 万分の 1 mm のこと。

《 可視光線 》 visible light は、人間の目に《 光 》として感じる波長範囲の電磁波で、
波長範囲の下限は、360 ～ 400 ナノメートル （ nm ）。
波長範囲の上限は、760 ～ 830 ナノメートル （ nm ）。の単位で表されます。
まぁ、光の波長のうち、人間が “ 色 ” を感じられるのは、
『 約 380 ～ 780 ナノメートル（ nm ）の波長の電磁波だ！ 』
と、覚えておくといいでしょう。

『 音 』も《 光 》も、空気中を進む速さが決まっています。
『 音 』は約 340 m / 秒。　《 光 》は約 30 万 km / 秒で進んでいく。
『 音 』の空気中の速さは、気温が約 15 ℃ のときのもので、
この速さを [ マッハ ] という単位であらわして [ マッハ１ ] と言います。

こんな猛スピードの計算なんて、僕にはできないので、
そこで [ 音の速さ ] についての出題をしてみます。

問題

では【 救急車のサイレン音 】でみてみましょう。

救急車が『 ピーポー ピーポー 』というサイレンを鳴らしながら遠くからやって来るとき、
その音はどんどん大きく、早くなって聞こえてきます。
ところが僕の目の前を通り過ぎると、そのサイレン音は『 ポーピー ポーピー 』に変わって、
その音はどんどん小さく、遅くなって聞こえるようになります。

これが【 ドップラー効果 】と呼ばれるもので、
音が移動しながら音を発するとき、観測者に対して、進行方向に進む音は波長が短くなり、
反対に、進行方向と逆方向に進む音は、波長が長くなるためにおこる現象です。

救急車が時速 60 km / h で走っているとします。秒速で考えると、
60,000 ｍ ÷ 3600 秒 ＝ 16.66 … となり、救急車は 1 秒間に約 17 m 進むので、
救急車が近づいてくるときは、同じ方向の音を追いかけることになります。

『 音 』は 1 秒間に約 340 m 進むから、17 ÷ 340 ＝ 0.05 なので、
近づいてくるときは、音の波が 5 % が圧縮され、
遠ざかるときは逆に、音の波が 5 % 伸張されることになるので、
周波数に 10 % の違いが生じることになる。
これが『 ピーポー ピーポー 』から『 ポーピー ポーピー 』へ変わる正体。

下図のように、地球は回転しています。

地球と太陽の位置関係で、観測者の太陽に対する相対速度が、
日の出 / 日の入のときが一日で最も大きくなります。
つまり日の出のときは太陽の光が急接近し、日の入のときは太陽の光が急速に遠ざかる。

この現象を【 救急車のサイレン音 】に置き換えるとこういうことです。

さきほど、人間の目に《 光 》として感じる波長範囲の電磁波が《 可視光線 》で、
光の波長のうち、人間が “ 色 ” を感じられるのは、
『 約 380 ～ 780 ナノメートル（ nm ）の波長の電磁波だ！ 』
と、覚えてもらいましたが【 光の色 】についても同じことが言えるのです。

【 ドップラー効果 】は、
光の発生源と観測者が近づいているときは波長が短くなり、
遠ざかっているときには波長が長くなる。
つまり《 光 》は、
観測者が相対的に近づいている『 日の出 』のときは、波長の短い青色が強く見え、
遠ざかるときの『 日の入 』のときは、波長の長い赤色が強く見える。と、いうことです。