太陽の波長について

質問

こんばんは。
1cd=54000000000Hz　らしいのですが、太陽の波長ってこれだけじゃないですよね？？
よくわからないのですが、太陽の波長によって照度(lx)が変化するとかみたいなのですが・・・根本的にわからないのでよろしくおねがいします。

回答No.1

dahho · ベストアンサー

参考URLに太陽光のスペクトルの図があります。
スペクトルはどの波長の光が、どのぐらい含まれているか示したグラフです。

ご存知の通り、太陽のような白色光にはいろいろな波長の光が混ざったものです。プリズムなどを通すと波長ごとに屈折率が違うのでそれぞれ曲がる角度が違い、分かれて虹色になります。色ごとに強度（エネルギー）を測定するとスペクトルになります。

太陽光は全ての色が均等に混じっているのではなくて、緑のあたりが多くて青や赤は少し少ないようです。参考URLで色のついているところがそれぞれの色の光の強さで、赤より長い波長のところは赤外線、紫より短い波長のところは紫外線です。

光の強さの表し方にはいろいろな方法があって、ちょっと複雑です。

エネルギー：単位はJ（ジュール）
光はエネルギーを持っています。黒い紙に光を当てると熱くなるのは、光が黒い紙に吸収されて、光のエネルギーが熱エネルギーに変化したからです。太陽電池は光のエネルギーを電気エネルギーに変換します。熱エネルギーや電気エネルギーは機械で簡単に測定できるので、エネルギーであらわすのが便利です。

仕事率：単位はW（ワット）
１秒当たりのエネルギー。つまり1Wの光を10秒当てたら10Jのエネルギーになる。ただし電球のワットは消費電力を表しているので、無駄になった部分も含まれています。電球では消費電力の数％しか光になっていません（残りは電気から直接、熱になっている）。

光は電磁波の一種ですが、赤外線、紫外線、電波、X線などは目に見えない電磁波でエネルギーは持っていますが、人間の目で見ると、明るさはゼロです。また、目に見える光（可視光線）も、波長によって目の感度が違います。緑は一番感度が良くて、青や赤は感度が悪いので同じエネルギーの緑、青、赤の光を見ると緑が一番明るく見えます。光度、光束、照度は「明るさ」に関する単位で、人間の目の感度をもとに明るさを決めています。

照度：単位はlx（ルクス）
これがいわゆる明るさ。壁などの光を当てたときの明るさです。

光束:単位はlm（ルーメン）
これは光の量といって良いかもしれません。

光度：単位はcd（カンデラ）
まず1cd=54000000000Hzは、いろんな意味で間違いです。定義としては「1cdは周波数540GHzの単色光を出す光の放射強度が1/683W/srである光源の光度」となっていますが、これを読み間違えたのでしょう。
光度は光源の出す光の強さです。

例えば、100W電球と50W電球を比べると、100W電球のほうが光度が大きいです。100W電球のほうがたくさん光を出している、光が強いということです。

スポットライトの光を考えたとき、その光の量が光束です。簡単に言うと光束は「明るさ」×「束の面積」と言っていいかも知れません。（本当は面積でなく立体角）
スポットライトを2本にすれば光束は2倍になります。スポットライト1本のまま、明るさを2倍にしても光束は2倍になります。

壁をスポットライトで照らしたときの明るさが照度です。壁を傾けると照度は小さくなります。明るいところの面積は大きくなりますが、暗くなるからです。
壁をスポットライトに近づけると照度は大きくなります。光束が同じままで当たっている面積が小さくなるので明るくなるからです。

太陽のスペクトルを表すならワットかエネルギーが良いと思います。人間の目での明るさでスペクトルを比較しないなら光束がいいかも知れません。
照度は床が傾いたり、時間や季節や緯度によって太陽の高さが変わると変化してしまうからです。赤道直下が熱いのは照度が大きいからともいえます。（光束や光度は同じ。）

光度(cd)は、太陽と月、電球、蛍光灯など違う光源の明るさを比べるときに使うものだと思います。

出来るだけ簡単に説明しましたが、詳しくは下記のページなどを見てください。
http://www.recpas.or.jp/jigyo/report_web/html_0024/hon024_025.htm
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%85%89%E5%BA%A6_%28%E5%85%89%E5%AD%A6%29

下記URLにいろんな蛍光灯などのスペクトルがありました。
http://www.st.rim.or.jp/~samacha/CareF/HousF/Lump1.html

参考URL：

http://irws.eng.niigata-u.ac.jp/~chem/itou/resource/h_s001.gif