・青い光のほうがなぜ曲がるのか

かなり前に光の屈折について記事を書きました。

光が、ガラスなどに入ったときに曲がるのは、
なるべく光路長を短くしたいという性質があるからです。
(屈折率の高い物質の中はあまり通りたくない)

 

光は色によって屈折率が違うので、
ガラスの中に入ったときなどに虹色に分かれます。
これを分散といいます。

この虹色に分かれる原因は、赤い光は少ししか屈折しないのに対し、
青い光は大きく屈折するためです。

なぜ青い光(波長の短い光)のほうが曲がるのか考えてみます。

以前記載したように、光はガラスなど屈折率の高い物質(以下物質)を
出来る限り通らないような性質を持ちます。
言い換えると、進みにくい物質中は最短経路を通ろうとします。

光と物質を人と水たまりで考えてみます。

人が歩いているところに、下の図のように水たまりがありました。

水たまりは歩きにくいので、出来る限り通る距離を短くしたい。
そうすると、下の図のように水たまりはわたることになります。

しかし、波長の長い赤い光
(人で言うと、歩幅の長い大きい人)が水たまりを渡るときは、
一歩二歩水たまりに入るだけなので、あまり気にせずほとんど直進していきます。

このように歩幅によって、水たまりを渡るための曲がり方が変わります。
これが光で言う波長による屈折率の違いと同じように考えられます。