白熱ランプ等、熱、放電、高電圧と光

質問

熱によって光を放つものに白熱ランプがあります。
放電という仕組みで光を放つ蛍光ランプがあります。
高電圧をかけて放電させる照明HIDランプがあります。
熱によって光を放つとは、放電という仕組みで光を放つとは、高電圧をかけて放電させるとは、どういうことですか。
熱がどうして光になるのか、電気を放つとどうしてそれが光になるのか、高電圧をかけるとそれがどうして光になるのか・・・不思議だと、同居する甥っ子が聞いてきました。
甥っ子は今、夏休みの宿題で色々調べており、教えてくれと言います。
私にはよく分かりませんので、回答を中２の甥っ子に見せます。
どなたか詳しく教えてください。

回答No.2

Higurashi777 · ベストアンサー

中学生の甥御さんであれば、下記のwebが参考になるかと思われます。
発光の仕組み、白熱電球・蛍光灯・LEDは何故光るのか？人が作った技術の光
http://stonewashersjournal.com/2014/07/30/lightsofhuman/

以上、ご参考まで。

お礼

ご丁寧にリンクをありがとうございました。
大変わかりやすかったと甥は言っております。
私には？？？ですが。
助かりました。

回答No.4

iBook 2001（@iBook-2001）

はじめまして♪

こういうものは、より単純化した上で、よく考えてみるのが良い研究でしょう。

白熱電球は、電気で火をおこす。と考えて下さい。
火は熱くもあり、光も出しますね。
（簡単に燃え尽きないように、特殊なガス内に封入したのが電球です。）

蛍光灯、高圧放電のHIDやいろんなタイプ／名称がありますが、基本は安定した放電現象を使い、蛍光灯は人間の目に見えない光をガラス管の内側に塗った「蛍光塗料」により、人間が見える光に変えている。他の高圧放電光源は同じ様な技術を応用したものや、特定の色に視えてしまうが、一応人が見える範囲の光が得られる物、という具合です。

ネットで目的の簡単な回答を得るのも一つの手法ですが、家族親戚で図書館へ足を運んで、調べてみる。という体験も良い物ですよ。
（大きな図書館ですと、どのような探し方をすれば良いか、アドバイスしてくれる人が居たりします、こういう人同士のやりとりや、出かけた後の食事やショッピングも良い体験に成るはずですしね。）

「夏休みの宿題」
単に問題集などで答えを書けば良い物もありますが、いろんな答えが有るが、その答えに到達する為の探求経験が重要、という物もあります。

本当に「詳しく教えてください。」という主旨であれば、各発光原理に付いてウィキペディアなどで調べて、それらをプリントアウトし、甥子さんに渡す。何処まで読みくだけるかは甥子さんの理解度にまかせ、横目で見ながら「明らかに間違った解釈」の部分が有れば、アドバイスを。という感じの方法も良いと思いますyo～♪

お礼

いただいた回答を宿題提出というのではなく、
色々本等を見ていると、疑問が湧いて、知りたくなったというだけのようです。
甥は理数系タイプですが、そんな甥でも難しいことのようでした。
ありがとうございました。
甥に見せましたらわかったような気がしたとのことです。

回答No.3

shintaro-2

>熱がどうして光になるのか、電気を放つとどうしてそれが光になるのか、高電圧をかけるとそれがどうして光になるのか・・・不思議だと、同居する甥っ子が聞いてきました。

現在の物理学ではこう考えていると説明しても、
結局は何故？で終わると思います。

それ以上のことは神様でないと分かりません。

とりあえず、白熱電球については
焚き火と同じと教えてください。

焚き火の熾きは赤いですよね。
あれの温度が高くなると、黄色く、やがて青くなります。
ガスコンロのガスも同じです。
これを黒体放射と呼びます。
太陽とか夜見える星、すなわち恒星も同じです。

インターネットで、「黒体放射」で検索してください。

>放電という仕組みで光を放つ蛍光ランプがあります。

これは直接放電で光っているわけではありません。

まず放電して、水銀原子にエネルギーが与えられ、
水銀原子から紫外線が出ます。
水銀原子から出た紫外線は目に見えませんが
それが蛍光体に照射されることにより、
蛍光体から目に見える光（可視光）が出ます。

http://www.tdk.co.jp/techmag/ninja/daa00790.htm

> 高電圧をかけて放電させる照明HIDランプがあります。

いろいろ種類があるのですが
高圧水銀灯の場合は
これも蛍光灯と同じで、まず放電により水銀原子にエネルギーが与えられるのですが、
水銀が高圧なので、紫外線ではなく可視光が直接出ます。

http://electric-facilities.jp/denki3/hid.html

つまるところ
電気も光も熱も、形が違うだけで同じエネルギーというカテゴリのものであるというところでしょう。

お礼

ご丁寧にリンクまでありがとうございました。
甥に見せましたところ、わかった気がしたとのことです。

回答No.1

aokii

熱がどうして光になるのか、電気を放つとどうしてそれが光になるのか、高電圧をかけるとそれがどうして光になるのかは、まだ正確には解っていません。

例：電子が、エネルギーが異なる軌道に移動(遷移)する場合、高エネルギーの軌道にある電子が低い軌道に遷移する時に、軌道エネルギーの差と等しいhνの光を放出する等。

お礼

ありがとうございました。
難しいと言っております。