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サイエンス

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

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.

この議論は賞味期限が切れたので、アーカイブ化されています。 新たにコメントを付けることはできません。
  • 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。

  • 一方ロシアは (スコア:4, おもしろおかしい)

    by newnewnewtype (27702) on 2009年09月19日 13時10分 (#1642070)
    暗い部屋に閉じこもった。
  • 位相共役鏡 (スコア:3, 興味深い)

    by greentea (17971) on 2009年09月19日 18時46分 (#1642224) 日記

    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!
    • by rhodamine (32563) on 2009年09月19日 21時10分 (#1642271)

      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.

      親コメント
  • 料理をしていて塩を入れすぎたときに、今は薄めるしかできないので、時々大量に料理ができたりします。
    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…
  • 透明マント (スコア:2, 興味深い)

    by new release (37404) on 2009年09月19日 13時12分 (#1642073) 日記
    打ち消すのはあまり現実的ではないですが、見えなくさせる研究は結構ありますね。
    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。
  • by Anonymous Cowboy (6205) on 2009年09月19日 15時34分 (#1642161)
    T/O
  • by equo (19526) on 2009年09月19日 22時44分 (#1642310)

    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。

  • by ttm (8278) on 2009年09月20日 7時40分 (#1642408)

    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?

    • 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
      親コメント
  • 光の速度? (スコア:2, すばらしい洞察)

    by USH (8040) on 2009年09月21日 2時59分 (#1642593) 日記

    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、、、

  • 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・・・。

  • "黒"に見えるんでしょうね。
    完璧に打ち消すことができたら、完璧な"黒"になるわけか。
  • by cap_ken (26352) on 2009年09月19日 13時32分 (#1642090)

    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。

  • by Anonymous Coward on 2009年09月19日 14時05分 (#1642111)

    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

  • by Anonymous Coward on 2009年09月19日 14時12分 (#1642118)

    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。

  • ちょっと前に話題になったニュートリノとかと混同してる?

    #私が混同してますか?
  • スクリーン上で光を打ち消すとしたら,スクリーンから見る人に飛んでくる光と
    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。
  • 光を打ち消すと見えるようになりますか?

    --
    らじゃったのだ
  • by nox_dot (11614) on 2009年09月20日 12時18分 (#1642456) 日記

    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。

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アレゲはアレゲ以上のなにものでもなさげ -- アレゲ研究家

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