光を打ち消すことは出来るのか? 151
ストーリー by soara
識者のご意見募集 部門より
識者のご意見募集 部門より
yagiyama 曰く、
周囲の雑音を逆相でミックスして打ち消す「ノイズキャンセリングヘッドフォン」なるものがありますが,同じような考え方で,光を打ち消す,なんてことは出来るのでしょうか? もし出来るとしたら,明るければ明るいほど視認性が高い「逆相光プロジェクタ」とか作れそうな気がします.
「理屈の上では出来るが現実的には無理」とか「作れば出来るかも?」とか,あるいは「そんなの出来るわけないじゃん! 物理の勉強やり直せ!」など,識者の方々のご意見を頂きたいです.また「仮に出来るとしたら,こんな製品に応用できるんじゃ?」などのご意見も聞いてみたいです.
「逆相光プロジェクタ」は無理でしょう (スコア:4, 興味深い)
光を打ち消した状態を見たければ、「光 干渉縞」くらいで検索すると画像を見ることは出来そうです。
でも、アレはレーザー光。
通常私たちが生活で見ている光は、「波が揃って」いません。ある程度、波が打ち消しあっている状態です。
あと、音の波長はメートルからセンチメートル単位ですが、光はナノメートル(昔はオングストロームという単位も使われましたが)です。機器の精度が、現在の技術レベルじゃないと…
ところで、「耳の感覚範囲は10オクターブだけど、目の感覚範囲は1オクターブなんだよねぇ」と言ってもあんまり理解してもらえません。両方とも波だって理解してほしいだけですが。
Re:「逆相光プロジェクタ」は無理でしょう (スコア:3, 興味深い)
天然の光(普通の輻射)を打ち消すのは現在の技術では難しそうですが、22世紀ぐらいには実現していることが期待できそうです。…ドラえもん秘密道具のブラックライトとか。:-)
# あれは一体どんな原理なんだ。
という冗談はさておき、自宅で簡単に光の打ち消し実験するなら、レーザーポインタあたりですかね。壁などを照らすとキラキラして見えるのは、壁の微小な凹凸で起きる干渉によるスペックルノイズ。また、デジカメのレンズに直接照射してみるのも手軽です。いくつか同心円状に重なった干渉縞が撮影できます。
Re:「逆相光プロジェクタ」は無理でしょう (スコア:3, 興味深い)
> 天然の光(普通の輻射)を打ち消すのは現在の技術では難しそうですが、22世紀ぐらいには実現していることが期待できそうです。…ドラえもん秘密道具のブラックライトとか。:-)
>
> # あれは一体どんな原理なんだ。
まず、アクティヴノイズキャンセラの様に、まわりの環境のすべてのPhotonを観測して逆位相のPhotonを出力するわけですが、観測したPhotonは状態が変わってしまっているわけで、もう一度やり直して…
というわけで、転送技術のハイゼンベルグ補正機 [memory-alpha.org]は必要みたいです。
お、22世紀にはやはり可能か!
ただ、手持ちにするには、29世紀くらいの技術が必要かと。
#D2だと、hyper linkを確認して、戻ってきたら、書き込みがなくなるじゃないか!
Re:「逆相光プロジェクタ」は無理でしょう (スコア:2)
あ、ほんとだ。どうやらブラウザの戻るボタンによって、同波長で逆位相の書き込み(いわゆるコメントキャンセリング機能)が行われて消えてしまうようですね。
# じゃなくて、D2は動的にHTMLコンテンツ書き換えているからか…。
# (私は、コメントのリンク確認はブラウザ別画面を開いてチェックしてます)
Re:「逆相光プロジェクタ」は無理でしょう (スコア:1)
ありがとう! 気付かなかった。
今しがた関連に追加しました。
MIYAZAKI Yasushi
Re:「逆相光プロジェクタ」は無理でしょう (スコア:1)
演算が間に合うの?
動的に動く光の波長、光量に対して演算が間に合うのかな?
使うのが電子だとどう考えても間に合いそうにない。
音の場合は20KHzぐらいだから実現可能じゃないのかな?
Re:「逆相光プロジェクタ」は無理でしょう (スコア:1)
>音の波長はメートルからセンチメートル単位ですが、光はナノメートル
波長もそうだけど、媒質の違いが決定打な気がするです。
凛々しく、あほらしく。
よくわかっていないSFマニア (スコア:3, すばらしい洞察)
音は空気
光はエーテル?
Re:よくわかっていないSFマニア (スコア:2)
光子ですよね。
♪タケヤみそ
一方ロシアは (スコア:4, おもしろおかしい)
位相共役鏡 (スコア:3, 興味深い)
位相共役鏡といって、入射光を時間反転させた光を反射する装置があるらしいです。
それを使うと、ノイズキャンセリングが可能かもしれません。
参考:
http://www005.upp.so-net.ne.jp/yoshida_n/qa_a78.htm [so-net.ne.jp]の3つ目の質問
http://mcm-www.jwu.ac.jp/~physm/buturi00/oto00/what.html [jwu.ac.jp]
# 一方ロシアでは真っ黒の紙で光を遮った
1を聞いて0を知れ!
Re:位相共役鏡 (スコア:1)
位相共役鏡で作られるのは「時間反転した波」,言ってみれば,逆方向に
進む波なので,ある一定の空間で波を打ち消し合う訳ではありません.
イメージとしては弦の横波のような定在波が立つイメージ(ここで位相共役
鏡の強度反射率は考えない).
光の波長の半分の長さごとに電場ゼロの面が現れます.
塩味を打ち消したい (オフトピ: -255) (スコア:2)
光を打ち消せるような装置ができたら、ぜひ塩味を打ち消せるような装置か、そういう調味料もつくってほしいです。
マイナスの塩味?これってどんな味がするのかなぁ…
Re:塩味を打ち消したい (オフトピ: -255) (スコア:3, おもしろおかしい)
塩を入れすぎたら砂糖をだな(ry
# 子供のころ本当にそう思ってたけどIDで
Re:塩味を打ち消したい (オフトピ: -255) (スコア:2, 参考になる)
昔TVのクイズ番組でチラッと見ただけなのでうろ覚えなのですが、
「ジャガイモを入れる」
というのがどこかの国では行われているそうな。
「打ち消す」というわけじゃ無いんだろうけどね。
Re:塩味を打ち消したい (オフトピ: -255) (スコア:2, 興味深い)
Re:塩味を打ち消したい (オフトピ: -255) (スコア:2)
それが実現すると、ものすごい量の食塩が入っているのに
ほとんど塩味のしない料理が作れる訳でして
高血圧の人を暗殺する道具に使えませんかね??
Re:塩味を打ち消したい (オフトピ: -255) (スコア:1)
狂おしく同意。
いつの間にか一貫して塩分控えめ、最後に整えるという癖がつきました。
Re:塩味を打ち消したい (オフトピ: -255) (スコア:1)
人体にはあまりいい影響ないと思いますよ。
っていうか、摂取しない方がいいと思います
答えはある。それを見つける能力が無いだけだ。
透明マント (スコア:2, 興味深い)
光を曲げて背景を見せようとするアプローチ(透明マント方式)と背景を外から投影しちゃうもの(光学迷彩方式)
が代表的でしょうか。
透明マント方式は、どんな性質の物質が作れればよいかという理論的な研究は少しある [bookpark.ne.jp]のですが、
そんな性質の物質を作り出すのがまだまだ道のりは長そうです。
光そのものを消すよりも、人の気にとまらないように細工をするアプローチが現在のところ有効そうだけれど
高校の実験でもあるとおり原理的に消せる部分はなくはない訳で、消すアプローチを馬鹿にしていると
面白いものを見落としますね。
「他人の問題」フィールド (スコア:2)
山をピンクに塗るのですね。 [amazon.co.jp]
Re:透明マント (スコア:1)
>そんな性質の物質を作り出すのがまだまだ道のりは長そうです。
波長を限ればある程度実現していると言えなくもありません.
逆に存在しないものをあるように見せかけるようなもの(ある物体が存在するときに相当する波面を返す)もここ数ヶ月以内のNature Materialあたりで見たような気も.
#こちらも波長限定.
ここまでラルフ124C41+なし (スコア:2, 参考になる)
Re:ここまでラルフ124C41+なし (スコア:1, 既出)
ここまで消光電球 [wikipedia.org](暗くなる電球 [wikipedia.org])なし
電場と磁場? (スコア:2)
よくわからないけれど、とりあえず音は空気の粗と密が並んでいるので、粗のところに密を当てればいい気がするけど、
電磁波は横波で2次元で振動面が揃ってない逆位相を合わせても意味なくて、
いろんな振動面の各波の全て反転した同じ振動面の波を用意しないといけないんじゃないかなあ。
既出ならすみません。
位相をπ遅らせる媒質 (スコア:2)
とりあえず人間に見える波長は3つ、または、4つ(一部の女性の場合)。
液晶パネルのように、単一波長の画素に分離しましょう。
それぞれの画素について、波長に応じて媒質の違うフィルタを通してあげます。
波長がわかっているので、位相がπずれるようにフィルタの厚さを調整します。
一方で、それぞれの画素のすぐ隣りはフィルタを通さずスルーしてあげましょう。
こうすると、位相がπずれたものが隣り同士になり、干渉してキャンセルし合うはず。
さあ、この集合フィルタを通して見る映像はどう見えるでしょう?
ノイズキャンセリングされますかね?
Re:位相をπ遅らせる媒質 (スコア:1)
網膜にある錐体は1波長を感じるんじゃなく、ある範囲の周波数帯を重み付きで感じる。
その重みが錐体ごとに違うので色の区別ができる。
人間に同じ色と見えても単色光なのか混色なのか分からないし、単一波長のフィルターを通るかどうかも分からない。
元の光が三色でしか表示しないディスプレイで出してるなら良いけど。
the.ACount
光の速度? (スコア:2, すばらしい洞察)
すでに既出かも知れませんが、
光の速度を越える信号伝達・処理ができないと、無理でないのかなぁ。
音なら、マイクで拾って、逆相の信号にして、スピーカで出力するのを、
電気回路なら音波より速くできる。
光を検知して、逆相信号作り出して、発光する処理を、光より速く処理する方法って、、、
パルスレーザーの原理とか (スコア:2)
ってある意味光を打ち消してる気がするんですが・・・。
#レーザー光の波長を少しずつずらして重ね合わせてるだけなんだけど・・・。
光を打ち消したら、何が見える? (スコア:1)
完璧に打ち消すことができたら、完璧な"黒"になるわけか。
Re:光を打ち消したら、何が見える? (スコア:1)
黒が「見える」というより、何も見えないが正解な気もする
# うーん、結果的に何も変わらんかw
目的と費用対効果 (スコア:1)
ノイズキャンセリングヘッドホンとの対比の話だとして、
なにがしたいのか、いくつかの場合を考えてみると、撮影>フィルタリング>表示の
プロセスを踏むのがより現実的な解なのだよね。
ものが視覚だけに一度密閉してしまえば外の世界との隔離は比較的容易なのでそのあとで
見せたい物を閉じた空間で見せればいいわけで。
ちなみに逆位相をぶつけるためには、順位相の観測>逆位相の算出>逆位相の放射のプロセスが
必要になるわけだけど、波の速度的に逆位相の放射する頃には順位相は観測された後だったりしそう。
NCヘッドホンと同様に考えれば (スコア:1, すばらしい洞察)
入力部で情報をキャンセルなり上書きすればいい、
つまりAR/VRグラスにしちゃえば結構早く実用化出来そうな感じ。
#というか全部光をキャンセルするアイマスクで事足りr
カメラのレンズ等に施された反射防止コーティング (スコア:1, 参考になる)
カメラのレンズなんかに反射防止コーティングが逆位相波を使ってますね。
R・G・Bの波長に合わせた厚さの3層の薄膜をコートして、反射光の逆位相波をぶつけて打ち消すようになっています。
質量がゼロの物をどうやって打ち消すのか (スコア:1)
#私が混同してますか?
点ですら広帯域は難しそう (スコア:1)
スクリーン上に当たってから見る人に跳ね返る打ち消し用の光が
ぴったり同振幅で180度ズレてれば光が消えたように見えるはずなので
…て,そのために光の経路長をnm単位で合わせないといけない気がするので
スクリーン上で打ち消し光(nm幅)の照射点をnm単位で合わせないといけない上に
人間の目がnm以上動かないで静止するのは難しいから広帯域をアクティブに打ち消すのは
今自分が挙げたシステムでは難しいっぽいですね…。
センサの問題もありそうですね…位置的にも特性的も。
単波長なら周期性が使えるから別でしょうけど。
関係ないですが,
発光源から時分割で正位相の光と逆位相の光を交互に出したら(そんなことできるかどうか知らないですが)
目に映る残像は消えるんですかね…それとも普通にその波長の光が見えちゃうんでしょうか。
光の中で見えないものが (スコア:1)
光を打ち消すと見えるようになりますか?
らじゃったのだ
Re:光の中で見えないものが (スコア:1)
朝からおはよう ああ なっとく
# 違う気がする
マラソンで二位を抜いたら何位?
Re:光の中で見えないものが (スコア:1)
それは みんな いなくなったヒトのかげ
# さらに違う
らじゃったのだ
恥を覚悟で (スコア:1)
以前からちょっと謎だったのですが、
とある点光源の光をどんどん強くしていくと、
その光源からある波長・位相をもった光子がでたとき、
常に同波長・逆位相の光子が存在するような状況になれば、
結果として光を出すことが出来なくなってしまうので、
点光源の光度には限界があるのではないか、
と思ってしまうのですが、どなたか正解を教えてください。
Re:恥を覚悟で (スコア:1)
そもそも、「光を強くしていくと逆位相の光子が存在するようになる」っていう状況が分からない。
どんな場合の話?
the.ACount
Re:エネルギー保存の法則 (スコア:2, 興味深い)
すでに指摘されていますが,打ち消し合うのはごく一部の場所だけです.
ノイズキャンセルの場合でも,耳の中あたりでの騒音を打ち消しているだけで,場所が離れるに従って打ち消すために出している音と元の音との位相がずれてきて逆に騒音が大きくなります.
打ち消せる範囲は大雑把に言って波長と同程度の範囲.その範囲より遠くから見れば,単に騒音源がもう一個増えて余計に五月蠅くなっているだけというわけです.
Re:エネルギー保存の法則 (スコア:1)
これが本当ならヘッドフォンだけではなくスピーカーなどにも応用されているはずですよ。
実際にはノイズを拾うマイクには指向性があるはずです。でないとヘッドフォン自身の出す音を拾ってしまうから。
で、集音マイクに指向性があるということは、それによってキャンセルが可能になるリスナーの位置も限定されます。
というかノイズ源と逆位相音源の位置が違っていれば、どうがんばっても「余計にうるさくなる位置」が存在することに気づかなきゃ。
うじゃうじゃ
Re:エネルギー保存の法則 (スコア:1)
だからそれはノイズ源-イヤホン-耳が同一線上に並んでいるときに限られた話でしょ?
耳が横にずれれば位相は一致しなくなるじゃないか。
うじゃうじゃ
Re:エネルギー保存の法則 (スコア:1)
光の場合は「モノ」になるんじゃない?
だって、粒子が崩壊して光が出るんだから逆もまた然り。
で、光の位相を合わせてキャンセルする状態を目の中で作り上げようとするとだんだん目が重たくなってきて…
.
はっ!!! だからなんですよ!!!
会社でモニターを見ていると眠たくなるのはっっ!! (「目が重たくなる」の意味が違います)
fjの教祖様
Re:エネルギー保存の法則 (スコア:1)
発行体あるいは音源から「出ない」か、別の方向に集まる。
前者の場合はエネルギーの放射自体がなくなる。
例えば音で考えてみると...十分に近い距離(極限的には0)で逆相の音を「出している」とすると、片方が押している時にはもう片方は引いているので圧力の波自体が発生しない。音源間の距離は0で間には空気が存在しないので空気の慣性も存在せず、(スピーカー自体の消費を無視すれば)エネルギーを消費しない。つまり、干渉で波が出ない場合は波が出ないだけでなくエネルギーの消費もない。
...説明的にはこんな感じかなー。
Re:エネルギー保存の法則 (スコア:1, おもしろおかしい)
>要はその領域が固定端になっているわけだから裏側に光が出てくるなんて言うことはなく、
>その代わり元の光源からの光が固定端反射されてる状況になる。
ああ、ライトセーバー(のように見えるもの)の作り方がやっとわかったよ。
Re:どうせなら (スコア:1)
>人生の荒波を逆位相でキャンセルする方法はありますか?
目の前にある波が消えるというのは、あるかもしれない。
しかし、人生の荒波の周波数は均一ではなく、よって、目の前の後ろがより荒波になっている可能性は否めない。
人生、適当な波があるのがよろしいかと....
こうですか、わかりません! (スコア:1)
趣味の親バレまで、人生の各ステージにおけるあらゆる荒波を打ち消します!
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Re:既に実現しているような (スコア:1)
人の作った「鏡」なら人工的なんだから、もうできてる。
原理は同じだけど、電離層が電波を反射するのは人工じゃないとか言ったりして・・・
結局、ミクロに見ると「逆位相を生成して波を消す」ってのは「鏡」と同じってことなんだな。
the.ACount