虹の紫色

質問

絵の具は赤と青を混ぜると紫になります。
虹は赤と青は紫より外側なのに（波長がいずれも紫より長い？）、なぜ赤と青を混ぜると紫になるのでしょうか。

回答No.7

nhojutu

No.4の「お礼」に補足です。

色に関してはもっとわかりやすいページがありましたのでご紹介します。
図5が一番重要です。前回お見せした資料と若干異なりますが、定性的にはこちらのほうがわかりやすいかと思います。
http://www.kurabo.co.jp/el/room/color/page1.html

光の三原色は、自然現象が本質的に3つの色を持っているというよりは、人間の視覚が3つの器官（錐体といいます）で色を認識しているからです。
4種類の器官をもった生命がいたら、彼らには人間が予想もできない色を認識していることでしょう。（ちょうど人間が4次元を想像すらできないのと同じように。）

赤と緑を混ぜると黄色に見えます。（ふたつの波長が混ざった結果です。）
虹の黄色も、赤と緑の中間にありますね。（赤と緑の真ん中にあるひとつの波長を感じた結果です。）
緑と青を混ぜると水色（青緑）に見えます。
虹の水色も、緑と青の中間にありますね。

で、問題が紫です。
赤と青を混ぜると紫に見えるというのは、人間の脳がそのように処理しているからです。赤を感じる波長と青を感じる波長を混ぜれば、紫の色はいくらでもつくれます。

虹の紫は、このふたつの波長が混ざり合った結果ではありません。

図5の400nmのあたりを見てください。このあたりの波長の光が眼に入ると、まず青を感じる器官が刺激され、次に赤を感じる器官が刺激されます。したがって、ひとつの波長であっても紫に感じるのです。

こういうことが起こるのも、赤の錐体が400nm付近で緑の錐体と逆転を起こすからです。
人間の錐体がこんな変わった特徴をもってなければ、紫は虹から除名されていたでしょうね。

お礼

回答頂きありがとうございます。
図５はとても明快でした。
赤の錐体では、振動工学でいう、二次共振のような現象が起きているような気がします。（錐体の分子機構が共振して、その信号が脳に送られ、色を感じる）結論を得た気がします。写真に虹の紫が見えないのも分かりました。
関係ないですが、赤の識別能力というのは、いつの時代に得たのだろう？、緑は植物の時代から？、青は天気を見るため？とかいろいろ考えました。

回答No.6

foobar

＃２お礼に関連して
写真では、青より短波長の成分は暗い青になって紫（すみれ色と呼ぶほうが良いのかな）にはなりません。
（RGBのBしか反応せず、Rの成分が反応しないので）

お礼

回答いただきありがとうございます。
多くの方から、回答もらううちに少しづつわかってきました。
虹が紫に見えるのは、人間の目独特の構造のようですね。

回答No.5

sanori

下記は、古くからある有名なグラフです。
人間が知覚する３刺激値を示したもので、ＸＹＺ表色系と呼ばれます。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%94%BB%E5%83%8F:CIExy1931_sRGB_CMY.png
（本当は、ＸＹＺよりＲＧＢのほうが良いのですが、ＸＹＺのほうが有名です。）

この、オバＱのような形の輪郭曲線部分が、単波長の光の色を表します。
３８０～７００という数字が、波長（単位：ｎｍ）です。
輪郭の、下側の直線部分は、存在しない波長です。

たとえば、
オバＱの輪郭または内側で任意の２点の色を採ったとしますと、
その２色を混合した色は、その２点の中点ぐらいの色座標で表されます。

４６０ｎｍ（青）と７００ｎｍ（赤）とを結ぶ直線の中には、紫色っぽい色がありますよね？
これは、４６０ｎｍと７００ｎｍを適量ずつ混ぜると、紫色に見えるということを表しています。

お礼

回答頂きありがとうございます。
このようなグラフは知りませんでした。勉強になりました。

回答No.4

nhojutu

人が色を認識するメカニズムをご存じであれば、以下のpdfの4ページ目が参考になるかと思います。
http://fukudat.sfc.keio.ac.jp/kannkaku/pp_2005/kankaku-8th.pdf

赤を認識するL錐体と、緑を認識するM錐体の感度は、紫領域では逆転し、青、赤、緑の順に強い刺激を受けるようになります。最初の青と赤が支配的であれば紫に見えるというわけです。

緑を感じる錐体と赤を感じる錐体の感度が似たような曲線になっているのは、もともとこれらふたつの細胞は同じもので、進化の歴史ではごく最近になって、遺伝子変化で分化したものだからです。
私は進化についてはまったくの素人ですが、おそらくほとんどの生物（哺乳類？）は、青に反応する錐体と、赤と緑が分化する前の一つの錐体しか持っていないため、三原色ではなく「二原色」の世界に住んでいるはずです。
（色を認識するメカニズムについてのご質問でしたら、どうぞ追加で質問してみてください。）

お礼

回答いただきありがとうございます。
学術的な資料ありがとうございます。色って奥が深いことがわかりました。でも難しいです。紫は、赤の錐体と緑の錐体が刺激されて紫に見えて、虹の紫波長では、赤の錐体と緑の錐体が特に反応してしまって、紫に見えるということですね。

回答No.3

astra0641

紫と呼ばれている色の幅がかなり広いためです。
例えば、桐の花はと形容されますが、この紫は虹の紫とはまったく別の色調で、虹の紫と桐の紫を横に並べれば明確に区別がつきます。
虹の色は、色純度が高い（鮮やか）で、実は印刷やＴＶ，コンピュータ画面では、その鮮やかさを表現できません。

※多分、ここまでだと説明の半分で、区別のつく虹の紫と花の紫が類似した色に感じられる理由を説明しないといけないのだろうと思います。それは（おそらく）人間の視細胞の赤を感じる部分が紫付近にもある程度の感度を持っているためで、紫自体は、確かに、青が少し赤に引っ張られたあたりに存在する色調ではあります。ただ、その引っ張られ方が虹の紫と花の紫では異なっていて、虹の紫の色調は青と赤の混合では作り出すことができません。

お礼

回答いただきありがとうどざいます。
確かに、虹の写真を見ると（明確な写真は見つかりませんでしたが）、青いような、なんともいえない色です。実物は違うかもしれないので、今度虹を見たとき注意して見ようと思います。

回答No.2

foobar

（人の目の感じる刺激（３種類）と赤青緑の光は完全には１：１に対応していないらしいので、そのあたり留意する必要があるそうですが）

人の目の「赤」に相当する刺激は波長に対して単純な山形になっているわけでなくて、
青色より短い波長でも、「赤」に相当する刺激が入るので、赤と青を混ぜたような光と感じられる、という説明を見たことがあります。

お礼

回答いただきありがとうございます。
明確な写真は見つからなかったのですが、大抵の場合青にしか見えないですね。紫は実物でしか見えないかもしれません。今度虹を見たとき、注意してみたいと思います。

回答No.1

SAKENOSAKA

塗料と光は逆の特質を持つからではないでしょうか？
色料の三原則と
(混ぜると黒になる)
色光の三原則の違いです。
(混ぜると白(透明？)になる)

お礼

回答いただきありがとうございます。
確かに、光の赤と青を混ぜると、紫にならない気もします。
（混ぜ方を思いつきませんが。）