💡 ヒント：日焼けと光子のエネルギー

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

「日焼け」の原因は何の光か、それを光の粒子性から考えよう、という問題です。可視光や赤外線をいくら浴びても日焼けの原因にはなりません。日焼けの原因は紫外線で、それは「紫外線の光子1個のエネルギーが大きい」からです。

波の理論なら「強い光（明るい光）を当てれば化学反応が進む」と予測しますが、実際は光子1個のエネルギーが化学結合エネルギーを超えるかどうかが決定的。光電効果と同じロジックです。

✏️ 求めるもの

日焼けの原因が紫外線である物理的な理由。光の粒子性（光子1個のエネルギー）と化学結合エネルギーの関係を比較する。

🔬 シミュレーションで体感

👀 観察のポイント

💡 考え方のヒント

🔧 使う道具
  1. 紫外線の光子エネルギーを計算：\(\lambda \fallingdotseq 300\) nm として \(E = hc/\lambda\)
  2. 化学結合エネルギーと比較：分子の結合エネルギー（共有結合）は数 eV。紫外線の光子はこれを超える
  3. 可視光・赤外線と比較：可視光は約 1.5〜3 eV、赤外線は \(< 1\) eV。化学結合を切るには不足
  4. 「強度では補えない」ことを確認：強い赤外線をいくら浴びても 1 個の光子では結合を切れない（光電効果と同じ論理）
注意

「明るい光なら反応しそう」は波動説的な誤解。光が粒子として作用するため、決定的なのは光子1個のエネルギー（振動数）。日焼け、紫外線消毒、光合成、フォトレジスト（半導体露光）はすべて「振動数の閾値」がある現象です。光電効果と同じ枠組みで理解できます。