それは「天敵」であると同時に友であり、戦争の兵器であり、医療の遺物でもある。浙江省にある、細菌を殺したり、夜間視力を高めたり、さらには手術までできる魔法の「光」を訪れてみましょう

春のそよ風が恵みをもたらし、すべてのものが明るく輝いています。 「光」は私たちの世界に多くの変化をもたらしました。私たちはそれをとてもよく知っているようですが、時々少し奇妙だと感じることがあります。 5月31日午後、浙江省科学技術協会の一連の行事が嘉興に到着した。嘉興市科学技術協会の支援を受けて、光学研究を専門とする2つの科学研究機関を訪問しました。そこで、お子様を連れて「光」の科学を探検してみましょう。

目に見えない光:

光とは何ですか？物理学の専門家が議論

光とは何ですか？それは粒子ですか、それとも波ですか?物理学界の著名人ほぼ全員がこの議論に参加しました。ニュートンは「粒子説」を提唱し、ホイヘンスは「波動説」を提唱し、アインシュタインは「光子説」を提唱した。彼らの発言を組み合わせることで、基本的に光の性質を垣間見ることができます。光は波のように伝わり、粒子の特性を示すこともあるため、光を「波動粒子二重性」と呼びます。

光には赤外線、紫外線、レーザーなどさまざまな種類があります。イベントでは、2つの科学研究機関の理科の先生が、これらの「光」について詳細かつ分かりやすい科学講演を行いました。

夏の到来とともに、紫外線は多くの人にとって「天敵」となってきました。 「子どもたち、お母さんが使っている日焼け止めに英語のラベルが付いていることに気づいた？」嘉興市鼎佳半導体有限公司の理科教師は、日焼け止めのUVはウルトラバイオレットの略で、波長によってUVA、UVB、UVC（短波紫外線）に分けられることを子供たちに説明した。 UVA 帯は比較的長いため、日焼けやシミの原因となります。 UVBの浸透力はUVAほど強くありませんが、それでも赤くなったり日焼けしたりすることがあります。比較すると、UVC の透過力はすべての光の中で最も弱いため、UVC は一定の照射量内では安全です。

一方で、紫外線を全て避ける必要はありません。短波紫外線は適切に利用すれば人類の良き友となることができます。イベントでは、子どもたちが先生の指導のもと、ポータブル消毒にも挑戦しました。携帯電話はベルトコンベア上に置かれ、0.3秒で素早く殺菌することができました。また、大腸菌などの細菌を素早く殺菌できる遠紫外線殺菌チップを前面に装備した掃除ロボットを自宅に持っている人も多くいます。

細菌を殺すことができる紫外線に加えて、赤外線も私たちの生活に多くの助けをもたらします。浙江省威源電子の理科教師は、医療用赤外線は近赤外線と遠赤外線の2つに分けられるとみんなに話しました。赤外線は熱効果があり、ほとんどの分子と共鳴して光エネルギーを分子の内部エネルギーに変換します。例えば、私たちが感じる太陽の熱は、主に赤外線を通じて地球に伝わります。学生たちは、赤外線イメージングが赤外線の極めて重要な応用分野であることも学びました。赤外線を使用すると、人間は可視光では適さない、または取得できない情報を検出して取得できます。物体認識、インテリジェント運転、産業オートメーション、化学ガス検知などの分野で使用できます。

可視光:

地球と月の距離を測定するための手術を行う

赤外線と紫外線はどちらも目に見えない光です。私たちの生活には、もう一つの一般的な「光」があります。それは可視光であるレーザーです。 「レーザーの英語名はlesserです。これは英語の各単語の頭文字を組み合わせた略語で、Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation、つまり『誘導放出による光増幅』を意味します」と理科の先生は子供たちに話しました。「レーザーの英語の正式名称は、レーザーを作る主なプロセスを完全に表現しています。」現在私たちが使用している「レーザー」という名称も、有名な中国の科学者である銭学森氏が「光刺激放出」を「レーザー」に変更することを提案したものです。

20 世紀の大きな発明であるレーザーは、高輝度、単色性、指向性などの特徴を持っています。 「最も正確な定規」「最も明るい光」「最も速いナイフ」とも呼ばれています。レーザーはこれらの特性により、さまざまな用途に使用されています。たとえば、医療分野では、多くの手術がレーザーを利用して行われています。現在私たちが知っている地球と月の間の距離も、科学者がレーザーを使って測定したものです。学生たちはレーザーイメージングを実際に体験し、通常の光イメージングに比べて比べものにならない多くの利点を実感しました。

子ども達は、科学の解説を聞いた後、先生に案内されて科学研究室を訪問しました。実験室内の油煙が深紫外線空気清浄機によって瞬時に浄化される様子を目の当たりにし、顕微鏡で400倍に拡大された深紫外線殺菌チップの構造を観察し、清潔な実験室に初めて足を踏み入れてチップの試験工程の秘密を知りました。好奇心旺盛な子どもたちが実験装置の前に集まりました。

理科の授業の終わりに、理科の先生は次のような疑問を提起しました。雷によって生み出された光と火は人類に文明の起源をもたらしたのでしょうか。雷の中に発見された電気エネルギー技術は人類の情報化時代の爆発的な発展をもたらした。雷から生まれる光量子技術は人類にどのような変化をもたらすのでしょうか？この質問の答えは、科学に興味を持つ子供たちが見つける必要があるかもしれません。

人気の科学テーマアクティビティ「Go In」シリーズ<br /> 浙江省科学技術協会が開始した「Go In」シリーズの活動は、一般の人々を科学の魔法に触れさせ、好奇心で子供たちの未来を照らし、若者と科学の交流とコミュニケーションを強化し、科学的思考を刺激し、より多くの若者が科学の道を歩むことを奨励します。次に、イベントは浙江省のより多くのハイテク産業と科学普及教育拠点を訪問し、科学者の研究室にも行き、さらに詳しく調べる予定です。引き続きご注目ください。

Metropolis Express・Chengshi Interactive 記者 Weng Danni 氏と Jin Jingxin 氏