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メカニズム Mechanism

光と熱のメカニズム

コップのお湯がすぐ冷めるのはなぜ?

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お風呂よりコップのお湯の方が早く冷めるのは、表面積と体積の関係にあります。例えば、1m×1m×2mのお風呂と10cm×10cm×20cmのコップの場合、中身は同じ温度でもトータルの熱エネルギーが体積に比例するため、1000倍の違いが。しかし、熱の放出は表面積に比例するため、冷めやすさは100倍しか違いません。さらに浴槽は断熱構造で、側面や底面にはほとんど熱が放出されないため、冷めにくいのです。

20℃の鉄と20℃の木。 冷たいのはどっち?

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不思議なことに、多くの人が同じ温度でも鉄の方が冷たいと感じます。これは、素材の温度伝導率(温まりやすさ・冷めやすさの差)の違いによって起こるもの。鉄と木では、温度伝導率に約120倍もの差があるため、鉄の方が約120倍温まりやすくなります。そのため、鉄に肌が触れた瞬間、鉄にあっという間に熱が奪われ、冷たいと感じるのです。一方、木は鉄よりも温まりにくいため、鉄よりも温かく感じるのです。

地域によって色の見え方は違う?

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地球では、北極や南極に近づくほど太陽光が通る大気層の距離が長くなります。このため、極に近い地域では波長の短い青い光が散乱され、自然光は青みが強調されます。逆に、赤道に近づくほど光の散乱が少なく、極に近い地域と比べて波長の長い赤い光が強調されるのです。たとえば同じ日本でも、北日本では寒色系が、南日本では暖色系の色がキレイに見え、太平洋側と日本海側では主に湿度や日照の影響で、クリアな色とグレイッシュな色の差があると言われています。

鏡の色って何色?

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まず、「色」とは物体から届く光が人間の目に飛び込んできた際に、その可視光を知覚することで初めて生じる概念です。鏡の場合、当たった可視光をほとんど正反射(鏡面反射)してしまうため、物体から届く光(色)をそのまま反映します。従って物体から届く光によって見える色が変わるため、鏡に定まった色はないといえます。

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