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字幕表 動画を再生する

  • You look down and see a yellow pencil lying on your desk.

    机の上の黄色い鉛筆を見ると

  • Your eyes, and then your brain, are collecting

    眼から脳にいろいろな情報が集まります

  • all sorts of information about the pencil:

    鉛筆の長さ 色や形

  • its size,

    鉛筆の長さ 色や形

  • color,

    鉛筆の長さ 色や形

  • shape,

    鉛筆の長さ 色や形

  • distance,

    鉛筆までの距離などの情報です

  • and more.

    鉛筆までの距離などの情報です

  • But, how exactly does this happen?

    この仕組みは どうなっているのでしょう?

  • The ancient Greeks were the first

    これを初めて科学的に考えたのが 古代ギリシャ人です

  • to think more or less scientifically

    これを初めて科学的に考えたのが 古代ギリシャ人です

  • about what light is and how vision works.

    光や視覚について科学的な理解を 試みたのです

  • Some Greek philosophers,

    プラトンやピタゴラス等の ギリシャの哲学者は

  • including Plato and Pythagoras,

    プラトンやピタゴラス等の ギリシャの哲学者は

  • thought that light originated in our eyes

    光は眼から発せられ

  • and that vision happened when little, invisible probes

    眼から出た小さなものが 遠くのものに届き

  • were sent to gather information about far-away objects.

    情報を集めてくることによって ものが見えると考えました

  • It took over a thousand years

    その後 千年もしてから

  • before the Arab scientist, Alhazen,

    アラビアの科学者 アルハゼンが

  • figured out that the old, Greek theory of light couldn't be right.

    古代のギリシャの論理は 理にかなわないと証明しました

  • In Alhazen's picture, your eyes don't send out

    アルハゼンの説明では 眼は情報を集めるために

  • invisible, intelligence-gathering probes,

    何か ものを発するのではなく

  • they simply collect the light that falls into them.

    単に届く光を集めているに過ぎないというのです

  • Alhazen's theory accounts for a fact

    アルハザンの説明では

  • that the Greek's couldn't easily explain:

    ギリシャ人の上手く説明できなかった

  • why it gets dark sometimes.

    暗闇の説明がつくのです

  • The idea is that very few objects actually emit their own light.

    実は 光を発する物体は そうあるものではありません

  • The special, light-emitting objects,

    光を発するものは 限られていて

  • like the sun

    例えば 太陽とか 電球とかが

  • or a lightbulb,

    例えば 太陽とか 電球とかが

  • are known as sources of light.

    光源として知られています

  • Most of the things we see,

    他の見えるものは殆ど

  • like that pencil on your desk,

    あの机の上の鉛筆のように

  • are simply reflecting light from a source

    光源からの光を反射しているだけで

  • rather than producing their own.

    自ら光を放っているわけではありません

  • So, when you look at your pencil,

    鉛筆を見るとき

  • the light that hits your eye actually originated at the sun

    眼に入る光は 太陽から来たもので

  • and has traveled millions of miles across empty space

    何百万キロも 空っぽの宇宙を旅して

  • before bouncing off the pencil and into your eye,

    鉛筆に反射され 見る人の眼に届くのです

  • which is pretty cool when you think about it.

    想像しただけですごいですね

  • But, what exactly is the stuff that is emitted from the sun

    ところで 太陽から出てくるのは いったい何なのでしょう?

  • and how do we see it?

    それがなぜ見えるのでしょう?

  • Is it a particle, like atoms,

    原子の様な粒子なのか

  • or is it a wave, like ripples on the surface of a pond?

    それとも 池の水面にできる小波のような 波なのでしょうか?

  • Scientists in the modern era would spend a couple of hundred years

    近代の科学者は この質問の答えを

  • figuring out the answer to this question.

    数百年に渡って 探求してきました

  • Isaac Newton was one of the earliest.

    初期にはニュートンが

  • Newton believed that light is made up

    光はごく小さい 原子の様な

  • of tiny, atom-like particles, which he called corpuscles.

    粒子からできていると信じ これをcorpuscles と名づけました

  • Using this assumption, he was able to explain some properties of light.

    この考えをもとに 光の持つ特性を説明しました

  • For example, refraction,

    例えば屈折

  • which is how a beam of light appears to bend

    空気から水に光が進むとき

  • as it passes from air into water.

    曲がって見えるあれです

  • But, in science, even geniuses sometimes get things wrong.

    しかし 天才でも時に間違えるのが 科学というものです

  • In the 19th century, long after Newton died,

    19世紀になり ニュートンのずっと後になって

  • scientists did a series of experiments

    科学者たちが 様々な実験を重ねた結果

  • that clearly showed that light can't be made up

    光が原子の様な 粒子であることは

  • of tiny, atom-like particles.

    不可能だと分かったのです

  • For one thing, two beams of light that cross paths

    まず 光が2方向から来て交わっても

  • don't interact with each other at all.

    お互い何の作用もおこしません

  • If light were made of tiny, solid balls,

    もし 光が粒だとしたら

  • then you would expect that some of the particles from Beam A

    A という光線と B という光線の粒の一部が

  • would crash into some of the particles from Beam B.

    ぶつかり合い

  • If that happened, the two particles involved in the collision

    ぶつかった粒子は いろいろな方向に 飛んでいくはずです

  • would bounce off in random directions.

    ぶつかった粒子は いろいろな方向に 飛んでいくはずです

  • But, that doesn't happen.

    でも そうはなりません

  • The beams of light pass right through each other

    光線はお互いの光線を素通りします

  • as you can check for yourself

    これはレーザポインターと チョークの粉で簡単に実験できます

  • with two laser pointers and some chalk dust.

    これはレーザポインターと チョークの粉で簡単に実験できます

  • For another thing, light makes interference patterns.

    また 光の干渉縞も波である証拠です

  • Interference patterns are the complicated undulations that happen

    干渉縞とは2つの波が一箇所にあるときに起こる

  • when two wave patterns occupy the same space.

    特殊なパターンです

  • They can be seen when two objects

    2つの物体が 池に投げ込まれ

  • disturb the surface of a still pond,

    静かな水面が乱れたときに 見られます

  • and also when two point-like sources of light

    これと同じ事が 近くにごく小さな2つの 光源を置くことによって起こるのです

  • are placed near each other.

    これと同じ事が 近くにごく小さな2つの 光源を置くことによって起こるのです

  • Only waves make interference patterns,

    干渉のパターンは波である証拠です

  • particles don't.

    粒子では起こらないことです

  • And, as a bonus, understanding that light acts like a wave

    おまけに 光が波のように振る舞う事から

  • leads naturally to an explanation of what color is

    色の仕組みや なぜ鉛筆が黄色に見えるのかも

  • and why that pencil looks yellow.

    説明できるようになりました

  • So, it's settled then, light is a wave, right?

    では 光は波であると断言して良いかというと

  • Not so fast!

    そう簡単なものではないのです

  • In the 20th century, scientists did experiments

    20世紀になって 科学者は さらに実験を重ね

  • that appear to show light acting like a particle.

    光が粒子のように振舞うということも 分かったのです

  • For instance, when you shine light on a metal,

    例えば 光を金属にあてると

  • the light transfers its energy to the atoms in the metal

    光のエネルギーが 金属の原子に渡されますが

  • in discrete packets called quanta.

    量子と呼ばれる とびとびの値の塊で渡されます

  • But, we can't just forget about properties like interference, either.

    でも 干渉のような特性を無視するわけにはいきません

  • So these quanta of light aren't at all like

    ですから この量子はニュートンの考えた

  • the tiny, hard spheres Newton imagined.

    小さな硬い丸い粒とは 全く違うのです

  • This result, that light sometimes behaves like a particle

    光が粒子のようにも波のようにも振る舞うという特性から

  • and sometimes behaves like a wave,

    光が粒子のようにも波のようにも振る舞うという特性から

  • led to a revolutionary new physics theory called

    全く新しい物理学である

  • quantum mechanics.

    量子力学が生まれました

  • So, after all that, let's go back to the question,

    ではもう一度 考えて見ましょう

  • "What is light?"

    「光って何でしょう?」

  • Well, light isn't really like anything

    光とは私たちの日常考える

  • we're used to dealing with in our everyday lives.

    普通のものとは全く違うのです

  • Sometimes it behaves like a particle

    時には粒子のように振る舞い

  • and other times it behaves like a wave,

    時には波のように振る舞うのですが

  • but it isn't exactly like either.

    はっきり どちらとも言えないものです

You look down and see a yellow pencil lying on your desk.

机の上の黄色い鉛筆を見ると

字幕と単語

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B1 中級 日本語 TED-Ed 鉛筆 粒子 ギリシャ 光線 干渉

TED-ED】光は粒子なのか波なのか?- コーム・ケラー (【TED-Ed】Is light a particle or a wave? - Colm Kelleher)

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    wikiHuang に公開 2021 年 01 月 14 日
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