可視光について（素人です）

質問

物理学等は全く初心者ですが、疑問に思ったことがあったので質問します。
ヒトが目で見える光の波長（可視光）は紫～赤だと思うのですが、例えば様々な色の波長が混合した太陽光や蛍光灯の光を赤色の透明色紙に当てると、その下に見える（通過する）光は赤以外の色なのでしょうか。それとも赤色なのでしょうか。あるいはそれ以外の色なのでしょうか。

色を変換するフィルターが市販されているらしいので、透明色紙等ではそういった変換は無理なのでしょうか。

よろしくお願いします。

回答No.3

DexMachina

横レス失礼致します。
まずはこちらをご覧下さい。

色素の「吸収」の例：
http://www.fujijuku.net/biollec/8.HTML
(ページ中央よりやや下側の「光合成速度・光の吸収量」のグラフを参照)

光源の「発光」の例：
http://www.sasrc.jp/kougen_spectra.htm

グラフだけ見ると、どちらも同じような「細めで山型」ですが、実際は一方が「吸収」、
もう一方は「光量」と、それぞれ別物を扱っているので、注意が必要です。

セロハン紙の吸収スペクトルが模式的に以下のようだったとします(ちょっと幅広ですが)：
吸収
↑
｜　　　　 ／＼
｜　　　／　　　＼
｜＿／　　　　　　＼＿＿＿＿＿＿
　 ￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣

このセロハン紙に白色光を通した場合、透過光の光量は以下のようになります：
光量
↑
｜￣＼　　　　　　／￣￣￣￣￣￣
｜　　　＼　　　／
｜　　　　 ＼／
　 ￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣

光源の場合は元々「光量」のグラフなので、これで初めて直接比較できる形になりました。
つまり、発光の場合、光のスペクトルの幅は比較的狭いのに対して、セロハンを通した光は、
「色素が吸収した以外の全ての波長の光」になる、ということです。

従って、

> 最近LED等の単一の波長の光を当てる装置がありますが、それが無くても単一の
> 波長の光を照射したことになるでしょうか？

とのご質問に対しては、「そうはならない」というのが答えです。
(「一部の波長成分を欠いた光を照射」したことになります)

> 光を赤色の透明色紙に当てると、その下に見える（通過する）光は赤以外の色なのでしょうか。
> それとも赤色なのでしょうか。

セロハン紙などの場合、その中に含まれている色素は特定の波長の光だけを吸収し、
それ以外を反射及び透過させます。
従って、反射で赤色に見えるものであれば、透過光も赤色に見えます。
(但し、赤色LEDは赤色光を放っているのに対し、赤色セロハンの透過光は「シアン色(→赤の補色)
　以外の全ての可視光」になっている(=赤色光ではない)点に注意：上記2つ目の模式図の通り)

*金箔などや表面を特殊加工したフィルムなどの場合は、反射光と透過光が異なるものも
　あります。(金箔だと、反射は金色、透過は青色)

回答No.2

Hikaru99

alanamiさんの質問は下記のような条件のとき白いスクリーンに映る光は何色かということですね。

白色光源
↓
赤色透明色紙
↓
白いスクリーン

赤色透明色紙は青や緑の光をたくさん吸収します。白色光源に含まれる光の成分から、青や緑の光を引き算した光が白いスクリーンに映ります。それが赤色に見えるのです。

白色光源が光の三原色（赤Ｒ、緑Ｇ、青Ｂ）で作られている場合は、もとの白色光をＷとすると

Ｗ＝Ｒ＋Ｇ＋Ｂ

ですから

Ｒ＝Ｗ－（Ｇ＋Ｂ）

となります。Ｇ＋Ｂはシアンで、赤の補色でもあります。

光源が太陽光などの場合、光源から出る光は可視光線全域の波長の光を含んでいますが、やはり緑と青のあたりの波長を多く吸収しているはずです。つまり、ある程度幅のある赤色の波長を中心とした光を透過しています。オレンジや黄色の光の波長もある程度は透過しているでしょう。

また、赤色透明色紙は赤色の波長を中心とした光を透過するので、赤色透明色紙と相互作用（何らかの影響を及ぼすという意味）しているのは赤色の光ではありません。吸収している光と相互作用しています。

参考URL：

http://cc.musabi.ac.jp/zoukei_file/03/sikisai/hikari.html

回答No.1

josiah

赤色の透明色紙に光を当てると、赤の波長が通過します。それに加え、赤の波長は透明色紙に反射もしますので、私たちの目は赤色の透明色紙が赤色だと判断できます。その他の色については透明色紙に吸収されています。

補足

早速の御回答有難うございます。
ということは、太陽光を赤の透明色紙をAという物体に照射した場合、Aに及ぼす光は赤の波長だけと考えて良いのでしょうか。最近LED等の単一の波長の光を当てる装置がありますが、それが無くても単一の波長の光を照射したことになるでしょうか？
質問が多くて恐縮ですが、よろしくお願いします。