目に見える色が、吸収波長によって変化することについて

質問

はじめまして

para-redは濃厚な溶液や固体では赤（黒）くみえる。しかしながら、希薄溶液（紫外吸収スペクトル測定時）では黄～オレンジ色に見える。この理由をスペクトルを元に説明せよ。

という問題なのですが…
黄色～オレンジ色に見えるのは、480nmの波長の光が吸収されて補色で、黄色～オレンジ色に見えるのかなと考えました。また赤く見えるのは、濃厚な溶液や固体では、物質がプリズムの役割としての光の吸収をしないから、、

と考えました。が、ぜんぜんわからないというのが本音です

よろしくお願いします

回答No.2

DexMachina · ベストアンサー

No.1です。

> 吸光度が大きい溶液になると、反射光の量が少ないため、人間の目には見えにくくなる

概ね、その理解でよいと思います。
(細かいことをいうと、今回の場合は「反射光」ではなく「透過光」になりますが)

> 本当は黄色とかのはずなのに、反射光の量が少ないために認識できずに黒っぽく見えてしまう

こちらは、正確には「本当は黄色のはず」ではなく、「黄色の透過光が多いはず」、もしくは「黄色み
を持つはず」ということになります。
(青色光以外にも吸収を持つので、厳密には「黄色のはず」とはいえない、と)

少し例を挙げて補足してみます(かえってわかりにくいかもしれませんが(汗))；

1)
↑
｜
｜
｜／＼＿＿＿＿
└──────→
　　Ｂ　　Ｇ　　Ｒ

2)
↑
｜──────
｜
｜
└──────→
　　Ｂ　　Ｇ　　Ｒ

上記「1)」のような、青色光(Ｂ)に極大吸収を持つ溶液があった場合、この溶液は
黄色に見えます。
一方、「2)」のような溶液があった場合(例えば墨汁など；これだと厳密には「溶液」
ではありませんが)は、可視光全域に均等に吸収を持つため、黒に見えます。

ここで、2)の液に1)の溶質を混ぜることを想像して下さい。
(希釈が入ると話がややこしくなるので、「溶液」ではなく「溶質」)

このとき、3)のように青色光の吸収が増加します。
(実際には、このような単純な足し算になるわけではなく、吸収極大のピークは
　遙かに小さくなるのですが・・・；吸光度は通常、対数をとった形で表すので)
ですが、肉眼で見る限りは、元の「2)」と同じようにしか見えないでしょう。

3)
↑／＼＿＿＿＿
｜
｜
｜
└──────→
　　Ｂ　　Ｇ　　Ｒ

この例のように、全領域の吸光度がある程度以上になると、それぞれの波長での
吸光度の差は、肉眼ではわかりにくくなります。
(黒画用紙にマジックで文字を書いた場合を想像してもらってもいいかもしれません)

お礼

DexMachinaさん、ご丁寧に回答していただき
本当にどうもありがとうございました☆☆

回答No.1

DexMachina

ポイントは、染料などの吸収スペクトルがブロード(広幅)であること、です。

「吸収極大」はあくまで「極大」であって、実際にはそれ以外の光も吸収します。
そのため、可視光全域に多少なりとも吸収がある染料なら、高濃度になると
黒っぽく見えることになります。
(吸光度がある程度大きくなると、各波長のバランスの崩れ(=色)は人の目では
　わかりにくくなり、「赤黒」「青黒」など、「黒っぽい色」と認識されるようになる)

従って、濃度が薄いときは黄色(薄いオレンジ)に見えるものは、濃度が上がる
につれて橙色から赤色に見えるようになり、さらにそれが濃くなると赤黒に
見えるようになる、ということです。

補足

DexMachinaさん回答ありがとうございます☆
＞吸光度がある程度大きくなると、各波長のバランスの崩れ(=色)は人の目ではわかりにくくなり、「赤黒」「青黒」など、「黒っぽい色」と認識されるようになる
というのは、吸収されずに、補色として見える反射光が、吸光度が大きい溶液になると、反射光の量が少ないため、人間の目には見えにくくなるということですか…？？
また反射光は一応、可視光の領域だから赤とかに見えるのでしょうか？？それとも、本当は黄色とかのはずなのに、反射光の量が少ないために認識できずに黒っぽく見えてしまう…ということでしょうか…？？

すみませんお時間ありましたらよろしくお願いします