光の反射について

質問

光の反射率の差によって物質に光を当てると、赤外線を当てたとき紫外線の光として返って来たりすることはあるのでしょうか。例えば金属に光を当てた場合等です。
また通信用電波を反射する物質に電波を当てた場合、可視光線になったりすることってあるのでしょうか。　電磁波や波動はまったくの初心者ですだれかよろしくおねがいします！

回答No.2

rnakamra · ベストアンサー

>物質の高いエネルギー状態とは、どれくらいのものなのでしょうか。焚き火で表面に熱エネルギーがある程度なのか、太陽のプラズマ核融合中のエネルギーなのか、送電線のように電場が発生しているようなものなのでしょうか。

普通の物質で常温の状態での輻射のピーク波長が10μmくらい。振動数にして3×10^14Hzくらい。これで赤外領域といったところ。
λ=300nmの紫外線だと、温度換算するとλ=10μmの33倍の温度、つまり1万Kくらいの温度の物体の輻射に相当する。

実際に波長がシフトするにはこの程度のオーダーのエネルギーに相当する温度に励起された原子からエネルギーを奪わないといけないだろう。可視光→紫外のシフトは通常ではなかなか起きないとは思う。(もちろん、紫外にかなり近い可視光が可視に近い紫外線にシフトするにはもっとエネルギーが低くても良い。緑色の光が紫外線になるとなると、やはり数千度程度に相当する分のエネルギーが必要)
実際は、長波長→短波長の変換には、一度蓄光した蛍光体を使うなどの工夫が必要。(赤外線分光器の動作チェック用の蛍光体なんかでこんなのがあった。事前に蛍光灯にあておかないと使えない代物だった。)

お礼

回答ありがとうございます。だいたいは理解できました！

回答No.4

Hikaru99

長波長の光を物質に当てたときに、波長が異なる光が出てくる現象については、非弾性散乱　ストークス散乱、アンチストークス散乱というキーワードで検索すると良いと思います。

例）ラマン散乱
http://www.jasco.co.jp/jpn/technique/internet-seminar/raman/raman1.html
http://analysis.ikaduchi.com/raman.html

お礼

回答ありがとうございます！

回答No.3

Tacosan

波長を変える方法の 1つに非線形光学効果を使うというのがあるが, 反射でできるかどうかは知らない.

お礼

回答ありがとうございます！

回答No.1

rnakamra

逆が発生することはさほど珍しくないのですが、赤外線→紫外線や電波→可視光はあまり起こらない。

光は波であると同時に粒子でもあるという二重性を強く示します。
この粒子(フォトン)1個のエネルギーは振動数νで決まり
E=hν　　(hはプランク定数)
となります。

赤外線と紫外線では紫外線のほうがνの値が2倍以上になります。つまりフォトン1個のエネルギーが2倍以上あるということです。
紫外線がものにぶつかりエネルギーの一部を失うと、νの値が小さくなり可視光や赤外光に変化することがあります。これは蛍光灯などで一般にも良く利用された現象です。

赤外線のフォトンを紫外線に変換するためにはエネルギーを与える必要があります。
物体のエネルギーが高い状態になっているとこのようなことが起きることもありますが、一般ではあまり見ない現象ではあります。

電磁波と可視光でも同じようなものですが、νの値の違いが大きくなかなかお目にかかれないと思います。

お礼

回答ありがとうございます！　物質の高いエネルギー状態とは、どれくらいのものなのでしょうか。焚き火で表面に熱エネルギーがある程度なのか、太陽のプラズマ核融合中のエネルギーなのか、送電線のように電場が発生しているようなものなのでしょうか。