同じ白い光なのに、中身がまるで違った！回折格子で太陽と蛍光灯の秘密を暴く
サイエンストレーナーの桑子研です。毎日が実験。
今回は回折格子を使って白色の光を観察したので紹介します。同じ白色に見える太陽の光と蛍光灯の光ですが、それぞれの成分を比べると、実は全く異なります。回折格子を使って、その違いをのぞいてみましょう（太陽の光は直接覗かないように注意しましょう）。
こちらの動画をご覧ください。
回折格子とはどんな道具か
回折格子とはこのようなものです。覗き窓についているもので、この回折格子は1cmあたり5000本の筋が入っています。ネットなどでも購入できます。
1cmに5000本、つまり1本あたりの間隔はわずか0.002mm（2マイクロメートル）です。この極めて細かい溝に光が当たると、波長ごとに異なる角度で回折（まわり込み）が起き、色ごとに光が分かれて見えるのです。CDやDVDの裏面が虹色に光って見えるのも、全く同じ原理です。こちらはケニスで購入した分光器です。右側のスリットから光を取り入れ、覗き窓についている回折格子で光が分かれて、左側に投影されます。
蛍光灯の光を分解してみると——「線」が現れた
まず蛍光灯の光を見てみました。光の帯を見てみると、右から青、水色、緑、オレンジ、赤となっています。
注目してほしいのは、光が線状になっていて、連続的ではないという点です。これは蛍光灯の中に封入された水銀などの気体が、特定の波長の光だけを放出しているためです。気体の種類によって放出する光の波長が決まっていて、これを「輝線スペクトル」といいます。実はこの「気体ごとに固有のスペクトルを持つ」という性質を使って、宇宙の遠くの星が何でできているかを地球から調べることができます。人類は光を分解することで、行ったこともない星の成分を知ることができるのです。
太陽の光を分解してみると
次に太陽光を見てみました。くれぐれも太陽の光を直接覗かないように注意しましょう。
こちらがその結果です。左の青色から右の赤色へと、虹のように連続的に色が変化しています。蛍光灯のような「線」ではなく、すべての色がなめらかにつながっています。これを「連続スペクトル」といいます。
つまり太陽の光はあらゆる色（波長）の光を含んでいるということです。雨上がりに虹が見えるのは、空気中の水滴がプリズムのように太陽光を色ごとに分けて見せてくれているからです。回折格子の中に見えた連続スペクトルは、まさに虹と同じ現象です。
ぜひ学校で勉強した回折の条件式とにらめっこして、なぜ内側に青色、外側に赤色が現れるのかを考えてみてください。波長と回折角の関係がヒントです。光の波長は青が短く、赤が長い——そこから考え始めると、答えが見えてくるはずです。
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