なぜ波長が短いと積乱雲の奥の方まで観測できるの？

レス14

（トピ主 1 ）

🎂

知らない理解したい

2009年08月27日 10:33

話題

昨日のニュースで、「レーザー光線は波長が短いから、積乱雲の一番奥の氷の層まで届く」というようなことを言ってました。波長が短いと手前の層を通り抜けやすいんですか？一瞬「どういう意味？」と思ってしまいました。恥？今書きながら「あ、こういうことかな？」と思いつつも教えて欲しいです、、お世話になります、、

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波長が短いと遠くまで届かないが常識

kaz

2009年08月28日 10:24

多分、ニュースでしゃべったアナウンサーも理解していないのでしょう。恥ではありません。「レーザーは、波長が短い」これは、気象レーダーの電波に比べて短いのは確かです。レーザーの波長は、10μm～0.25μm程度、レーダーの波長は、数cm～数mm、レーザーの波長はレーダーの波長の1/1000程度になります。「波長が短いから、積乱雲の一番奥の氷の層まで届く」これは表現が変ですね。波長が小さいと雲の中の小さな物体まで識別可能になりますが、奥まで届きやすいわけではありません。レーダーでは、雨粒（１mm程度）、霧や雲の水滴（0.1mm程度)程度までしか観測できませんが、レーザーだと、微粒子（雨や水滴の核になるもの：排気ガス、塩、塵、埃等）が分子レベルで識別可能だそうです。ちなみに空が青いのは、波長の短い青い光が、大気中の微粒子で散乱されて見えるからで、夕焼けが赤いのは、夕方の太陽光が大気中を最も長く走って、人の目に飛び込むときには、波長の短い青色光が散乱して無くなってしまい、波長の長い赤い光だけが残っているからです。

トピ内ID：4584416004

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レスをどうもありがとうございます

🎂

知らない理解したいトピ主

2009年08月28日 16:02

表現も誤っていて恥さらしてますが引き続き失礼してます、積乱雲の、地上に近い方から３段階に分かれた図が出て来て、何かだとその、地上から一番離れた３番目の部分までは観測しに行けないけど、レーザー（？）だと「波長が短い」ため、こちらから３段階目の大きな氷の層（？）まで届き観測する事が出来るんだ、というような事を言ってました。（私の勘違いだったらお許しを、汗）で、それを耳にした時すぐ、「何で波長が短いと可能なんだ？」と私が発言しましたが、他二人の家族は「反応無し」でした、、、、気になるので小町にも早速聞きに来てしまいました。。。。。。色々教えて下さってありがとうございます、勉強します、、

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わ、私も知りたいです…

usi

2009年08月28日 18:15

私も知りたいです。素人なのでピントがずれてるかもしれませんが私の理解だと…。小さい波長だから雨粒や水滴の間や、その中をすり抜ける波もでてくるで、より奥（後ろ）にある小さな微粒子も観測することができるのかなぁと。大きい波長だと表面ではじかれやすいのかも。レーザーの観測は微粒子単位なんでしょうね。どうやら積乱雲によるゲリラ豪雨を予測するためって感じなので、雲の中がどのようになっているかが大事なのかも。自信なしです（笑）。

トピ内ID：8601838120

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そういうものなのだ、ということで

匿名で

2009年08月29日 14:48

少し難しい言い方をすると、散乱係数の波長依存性ということになりますが、なぜ波長が短いと、というのは、散乱理論まで勉強してもらわないといけない（難易度は、大学教養～専門課程レベルなので、それなりのバックグラウンドがないと歯が立たないかと思います）ので、「理屈はともかく、そういうものなのだ」ということで勘弁してください。レーザーを使ってレーダーのように遠方の物を調べる方法ですが、ライダー（LIDAR）と呼びます（レーザーレーダーと呼ぶ場合もあります）。もう少しいろいろ知りたければ、検索してみてください。ところで、偉い人に聞きたいのですが、気象用ライダーで効いて来るのは何散乱でしょう？レイリー散乱？ミー散乱？ラマン散乱？

トピ内ID：2760981704

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レーザーと電磁波

🐧

ぼよんご

2009年08月29日 19:34

気象観測にはレーダーを使います。これは電磁波（光）を照射して反射してきたものを観測する装置で、遠く離れたものの物体の情報を得ることができます。普通のレーザーは照射する光の波長と散乱強度が相関するので雲の中まで見るのは苦手です。レーザーもご存知の通り「光」ですが、ただの光ではありません。強度や波長、位相という光の性質を決める要素が全て統一されている光ですので、非常に透過力があります。さらに、通常のレーダーで使う電磁波よりも波長が短いものを使えば、細かいものも観測できますし、それらをくっきり見ることができます。キャスターは光の波長のみをクローズアップして「短い」と表現していたそうですが、実際「光には強度と波長と位相があってそれらが云々・・・」なんて言っていたら視聴者を混乱させるので、敢えて一つの要素だけを強調した言い回しをしたのではないでしょうか。

トピ内ID：4312374235

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トピ主です

🎂

知らない理解したい

2009年08月30日 13:14

ありがとうございます、身の程知らずで失礼してます、皆さんのレスに出て来た気になる単語を又見てみようと思います。（私には無理な、無駄な抵抗（？！）なのかも知れませんが、、、）分かってる人が羨ましいです、ま、自分なりに、ですね、ありがとございます

トピ内ID：8539801749

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便乗して、ありがとうございます

usi

2009年08月31日 11:22

難しいお話なんですね。無駄な抵抗、私もちょっとはしてみます（笑）。ウィキペディアの関連項目、「チンダル現象」「天使の梯子」で綺麗な写真を見ることもできてラッキーです。おもしろいトピをありがとうございます♪

トピ内ID：8601838120

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基本的な波の性質。

やじろべえ

2009年08月31日 11:22

レーザーについては詳しくはしらないのですが、参考までに、波の性質を。光（電磁波）にしろ、音にしろ、海の波にしろ、皆おなじ性質をもっています。ここで海の上について考えてみます。海上に１００メートルの船が浮いてる場合、波長１メートルの波は船に当たると、そこで止まって散乱します。これがもし船じゃなくてピンポン玉だったら、波はそこで止まらず、そのまま通過しますね。空の上でも同じ事が起こります。波長の短い青い光は空中の塵に当たって止まります。だから空は青く見えます。赤い光は波長が長いので細かい塵は通過します。参考になったでしょうか。間違いがあれば指摘お願いします。

トピ内ID：7344952787

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感謝

🎂

知らない理解したい

2009年09月01日 13:02

とても参考になります、皆さんありがとうございます

トピ内ID：8539801749

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色の波長

💰

チャリン

2009年09月02日 11:59

＞空の上でも同じ事が起こります。波長の短い青い光は空中の塵に当たって止まります。だから空は青く見えます。赤い光は波長が長いので細かい塵は通過します。色の話が出てきたので、疑問に思っていることを便乗で質問させてください。ブラックホールは、色までもがその重力によって引きつけられるせいで肉眼で捉えることはできない、と本で読みました。色が重力によって・・・という所が想像できなかったんですが、「色の波長」と捉えるといいんでしょうか？「色の波長」が重力によってブラックホールの中心へと連れて行かれる？（変な表現ですが）よって外側に色の波長が届かない。だからブラックホールは見えない、と。こういうことでしょうか？

トピ内ID：3702815203

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色とは。

やじろべえ

2009年09月03日 12:35

色という物は、電磁波（可視光線）が物に反射して人間の目に入り、脳がそれを信号化して感じる状態を言うので、色の波長、色が重力に引き付けられるという表現はおかしいです。人間の目が色として捉えられる範囲の電磁波は、ほんのわずかですが、ブラックホールは全ての電磁波を吸収するので、当然人間の可視光線も一緒に吸収されます。ちなみに、生物によって可視光線の範囲は違うので、同じ物でも違う色に見えています。蝶が花の蜜を一発で見つけられるのはその為です。

トピ内ID：7344952787

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チャリンさんの疑問は

メタボとーちゃん

2009年09月03日 15:32

>ブラックホールは、色までもがその重力によって引きつけられるせいで肉眼で捉えることはできない、と本で読みました。その本の誤植か、執筆者がわかりやすく書こうとして却ってわかりにくく書いてしまったのでは？通常は「色がとどかない」ではなく「光がとどかない（だから当然色も見えない）」という説明がなされるのではないですか？光は有限の速度（３０万ｋｍ/秒）をもち、重力の影響も受けるので。

トピ内ID：4238279636

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ブラックホールがなぜ「検出」できるか

🐧

ぼよんご

2009年09月03日 18:09

まず、色について説明します。人間の目は三種類の光を感じる細胞でできていて、それらの細胞に特定の波長の光があたると信号を出し、脳みその中で「赤・青・緑」と変換します。要するに、「色」とはある波長の光を人間の頭の中で変換しただけです。ここで、ブラックホールは非常に強い重力を持っており、全ての物質を吸い込んでしまいます。そのため、吸い込まれる寸前の領域では超高速でガスが渦巻いており、様々な波長の光を放出しています。これらの光はまだブラックホール内ではないので外に飛び出ていきます。そして、通常ありえないような狭い場所から強烈な光が出ており、それを説明するためにできたのがブラックホールです。それらの光をコンピューターで変換したものがハッブル電波望遠鏡などの写真です。もっと言えば、このトピの本題のレーダーだけでなく、ウイルスの電子顕微鏡写真、X線の骨の写真、図鑑に載っているようなカラフルな細胞の写真、全て肉眼では見れないものを検出してコンピュータで分かり易く画像化や着色しただけのものです。

トピ内ID：4312374235

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質問に答えてくださってありがとうございました。

💰

チャリン

2009年09月04日 11:40

○やじろべえ様ありがとうございます。色という物は電磁波で、それを人間を含める生物が各々のやり方によって、脳内で色に変換する。ブラックホールはその電磁波を吸収する。よってブラックホールは見えない。こういうことですね。よく分かりました。 ○メタボとーちゃん様ありがとうございます。確かに色と光を取り違えていたかもしれません。 ○ぼよんご様ありがとうございます。ブラックホールの想像図などを見ると、周りにガスのようなものが描かれていました。ブラックホールの存在は周りの現象から導き出されたものなんですね。私が読んだのは子供向けの図鑑だったと思います。ブラックホールに人間が近づくとストローのように細長くなって吸い込まれていく、ということが書いてありました。おもしろかったので印象に残っています。

トピ内ID：3702815203

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