光子の明るさ
光子の 明るさ 物理光り粒
これまで、電波の光りが「ナゼ色として見えるのか?」・・を話して来ました。 混色の説明には、光量(光りの強さ)が欠かせないので(光りの強弱)についての説明を少し詳しくしておきます。
(光りは電磁波)
[ 途端に逃げ出さないで下さい!・・(難しくはシナイ)、先日(4.17)の図面を出して下さい。
水面に浮かんだ木片で、電位(電気的なレベル)の変化を表した図でした。
電磁波というのは、電気と磁気と運動力の三者が絡まって(※1)(相互に連携して消長を繰り返す)ものです。 この三者の変動が、絡まったまま遠くへ伝わるのが「電磁波」です。
←(個々の変動は、非常に小さく幽かで、周波数も非常に高く(数百万Thz)、移動も超高速なので・・、光りにによる現象は見えても、光り本体を見るコトは困難です。
※1 三者は(通常)、一定の周波数で変動を繰り返しますが、仮にどれか1つ〔例えば電気)が、他より早い(遅い)動きを見せると(位相)が進んだ(遅れた)と言います。(全部が遅れる(進む)と、全体の周波数が下がる(上がる)ことになります。
(光子)
「光りの波」は馴染めないので、物量(粉)のように考えて「光子」と呼ぶことがあります。 光子をボールか風船のように・・と言いましたが、このボールの大きさを「波の高さ(輪の直径 ※2)にしましょう。
このボールは、外からの力を受けて、高速回転(高い周波数)しながら(本来の軌道を外れて)飛び出します。
* 光源の高温部から飛び出したボールは、(スグに大きく膨れるが、或る(波長・高さ)でピークになり急激に小さく萎んで行きます。
* 低温部からのボールは(ユックリと大きくなり、可視光範囲ではピークは見えない)があります。
* 中間温度(5千5百度)では、(中間程度に大きくなる)が、急には萎まず(可視光線範囲では)大きさは変わりません。
←(色温度は、光源の色ノコトで、(光りに色別はナイのですが)説明のため色別で呼んでいます)
* (はじめは高速回転(高周波数)ですが、どれも時間と共に回転は遅くなり(低周波数)になってきます。
* 図面の表示は、目が色を感じるのに適したレベルです。 (太陽光は強力ですが遠くで、青のピークが観察出来てますが・・、 赤の線は近くの焔の赤外線で、ピークは(図面外で高く)なっています。
* 私達は赤外線の「分布傾斜を(赤色域で感じた)」のであって、光り(本体は赤外線でピークは遠くです)
※2 電子自体は非常に小さいが、(一定の空間範囲(ボール)に電気力が働くので)光子の大きさ(勢力圏)と考えます.
(画素での光りの変化)
人の目は、視野範囲を(百万コ程度)に分割して(図面は4分割)、一定の大きさ範囲内に現れる光の様子を観察します。
光子には、急に明るく大きくなって萎むモノ(高温度)や、次第に大きくなるもの(低温度)など・・色々あります(光子は、図のように明るさを変えながら光っています。
←(光りに色は付いてませんが・・、色温度光の挙動説明のため「色の印」で呼ぶコトにします。
(1コの光りは、小さな粒で到底見えません)数多くが集って、光りとして見えるのです。
(画素単位で判定)
一つの画素の着目すると、一定の時間の内に、色々の光子が通過し(※3)ます。
夫々の光子は、(周波数を下げながら)明るさが変化(青は次第に下がる、緑は変化少ない、赤はレベルが上向き)します。
※3 「通過し」は場所でなく、波が通過(状態の変化)です(可視光線範囲を波長を変えながら通過するので、明るさが変化し・・各センサ−が光りを感じます。
* センサー感度は、(帯域幅や波長感度が違い、光も色温度で強さが変わる)ので、粒数は同じだが(光量は違ってくる)のを集計します
* 可視光範囲外は、直接見えないが、センサーの値(LM差)から「赤外域の分布」が感知されます)
(光りの分布図)
このような(光子の軌跡)を全て描くことは出来ないので、(光子)夫々を、ピーク位置の一点を置くコトにします。 これで一定の時間内に飛んでいた「光子の分布図」が描けます。
(光りのエネルギー強度)
だから、この光子の分布図は、正しい(光り強度の分布)ではありません。
例えば(500nmのピーク点だけが、集中していたとしても・・、色温度(5千度程度)が、ピーク(最高レベル)というだけで、(近くの400、600.700nmでも、殆ど同じレベルで、通過(光った)のです。