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人類の「見ること」をレンズが拡大させた~高校数学でわかる光学知識

『高校数学でわかる光とレンズ』前書き

光の反射、屈折、全反射、干渉などの基本から現代光学の物理を理解する

私たちの周りには「光」が満ち溢れています。その光によって周りの世界を見ることができます。レンズを使ったさまざまな光学機器の発明により、見ることのできる世界は、はてしなく広がりました。

本書は、「光の性質」「凸レンズと実像の関係」「カメラと目」「虫メガネ、望遠鏡、顕微鏡」「近軸近似と光線追跡」「波としての光」「単色収差」「色収差」「屈折と分解能」と、現代光学の知識を着実にマスターしていきます。

はじめに

私たちの身の回りに満ち満ちているもの、それは光です。

目から得られる情報は、多くの生き物にとって日々の生存のために極めて重要です。光によって目の奥の網膜に形成される像によって、対象物の形、色、距離などの情報がもたらされます。

人類は長い間、「見ること」については肉眼が持つ能力そのものに頼ってきました。しかし、16世紀のヨーロッパでレンズを使う拡大鏡、顕微鏡、望遠鏡が発明されてから、人類が見ることができる世界は広がり始めました。

望遠鏡Photo by Jaredd Craig on Unsplash

従来見られなかったものを見られるように変えること、それは光学と呼ばれる学問が持っている大きな魅力の一つです。

また、19世紀にはカメラが発明されて、映像の記録が可能になりました。記録された映像は、時間と空間の両面に広がり、いまや世界中の人々が同一の映像をほぼリアルタイムで見ることができます。しかも、それを人類の文明が続く限り、かなりの未来まで伝えることも可能です。ここにも、光学が大きく貢献しています。