全ての色は反射の差による？-色のメカニズム-

質問

こんにちは。

以前、授業中に物理の先生が、

「着色は光の反射によって差があるだけで、本当はみんな一緒。

　だって光が無ければ、ぜんぶ闇で同じ色でしょ？

　ユニクロのカラフルなフリースの棚も、色がついているじゃなくて、

　光の反射によって、その、ある色だけがヒトの目に飛び込むような、

　そういう成分が染み込んでいるってわけ。

　それをみんなは、ヒトの見える範囲で"こんな色が付いてる"って思い込んでる。」

…うろ覚えですが、こんな感じの事を言っていた記憶があります。

これは実際どういう事ですか？本当ですか？

また、赤い暗室や、真っ暗闇でもカラフルに鮮明に映るディスプレイ、もっと大きな規模で星雲のいろいろな色等、光自体にもにも色がありますが、これも"着色されていると思い込んでいる"んですか？

私も？な感じで質問させて頂いているので、分かりづらいかもしれませんが、
何かご存知の方、よろしくお願いします。

回答No.15

Hikaru99 · ベストアンサー

物理の先生がどのような説明をされたのか分からないので、断定的なことは言えませんが、「」内の説明はだいぶわかりにくい説明と思います。

まず、光のない真っ暗闇では、物体の姿形は見えません。ですから、もちろん色も見えません。光がなければ物体の色は生じません。「だって光が無ければ、ぜんぶ闇で同じ色でしょ？」の同じ色というのは、黒のことを言っているのだろうと思いますが、真っ暗闇では色は見えないのですから、同じ色という表現はナンセンスと思います。

次に「ユニクロのカラフルなフリースの棚も、色がついているじゃなくて、光の反射によって、その、ある色だけがヒトの目に飛び込むような、そういう成分が染み込んでいるってわけ。」ですが、これももう少し詳しく説明しないと、このままでよくわからないと思います。

物体に白色光が当たると、物体は特有な波長の光を吸収し、それ以外の光を反射します。色はこの反射光をヒトの視覚（色覚）で捉えた結果として生じるものです。

また、このとき、光源の光の色が変わると、反射光の色も変わります。例えば、白色光のもとで白色の紙に、赤色光を当てると赤色に見えますし、青色光を当てると青色に見えます。これは白色の紙がすべての色の光を反射する性質をもっているからです。

白色光のもとで黄色の紙に、青色光を当てると黒ずんで見えます。これはなぜかというと、黄色の紙は、青色系の光を吸収し、残りの光を反射するからです。黄色い紙に青色系の光を当てると、反射する光がないので黒ずんで見えるのです。

このように物体が何色に見えるかは、物体がどの波長の光を吸収するかという性質によって決まります。つまり、光源の色によっては、物体の色は異なって見えます。おそらく「ユニクロのカラフルなフリースの棚も、色がついているじゃなくて、光の反射によって、その、ある色だけがヒトの目に飛び込むような、そういう成分が染み込んでいるってわけ。」というのは、このようなことを言わんとしているのでしょう。

赤い暗室は、赤い光だけが存在し、その赤い光が壁などに反射して見えるからです。

ディスプレイはいろいろなタイプがありますが、赤・緑・青の光を混ぜ合わせて色を作っています。反射光ではなくて、ディスプレイそのものが光を出しています（光の出し方はディスプレイのタイプによって変わります）。

恒星の色は、恒星が自ら出している光の色です。惑星や月などの色は反射光の色です。

色の見え方などはNo.11で紹介したサイトを参考にしてください。No12の方が「そのサイトも含めて色と光の関係について沢山の誤解がある」と書いてありますが、紹介したサイトに誤解はないと思います。

色を質量や電気抵抗と同一に述べるのは少なくても私にはかなり違和感があります。

お礼

先生の発言に沿って解説して頂いたので、非常に分かりやすかったです。ご回答ありがとうございました。

回答No.5

nature-spirit

前の方々が回答されているとおりですが、先生の言われることで間違いありません。

まず、自分で発光しているモノとそうでないもので大きく違います。

赤い暗室やディスプレイ、これは自分でその色の光を発していますので、先生の言う着色の話とは全く別の話です。

先生が言われているのは、光の元が白色光（太陽の光等、全ての波長が万遍なく含まれている光）の場合で、
その光が対象物にあたって反射・透過した場合に、その対象物の表面などで吸収される波長によって目に届く波長の強弱が変わります。
これが、その対象物の色として感じられるのです。

この世界のものは全て原子・分子で出来ていますよね。
そもそも原子や分子に色という性質はありませんから、色というのは堅いや軽いなどのモノの性質とは根本的に違うものです。

例えば、葉っぱの色は何色でしょうか？

普通は緑色ですよね。
それって葉っぱの色だと思いますか。
言いかえれば、緑色というのが葉っぱの持つ性質だと思いますか？

実は違います。

葉っぱでは光合成が行われています。
難しい話は省略しますが、光合成で利用される波長は赤や青の光なのです。
葉っぱに当たった白色光から赤や青の色が抜け落ちた光が私たちの目に届きます。
そうすると、吸収されなかった緑色が濃く見える訳です。
光合成以外に、葉っぱの表面の性質によって吸収されたり反射される波長の光が微妙に異なるので、それが葉っぱそれぞれの微妙な色の違いとなって感じられます。

他の全てのもの（自分で光っていないもの）も、同じ原理で色が付いているように見えているのです。

お礼

白色光や太陽光は全ての波長があるんですね！虹や理科の実験で、光を分けたり集めたりしたことは覚えていましたが、この、波長についての当然過ぎる事実が私からすっぽり抜け落ちていました。光合成の波長についての話は初めて聞きました。色の原理って面白いですね！ご回答ありがとうございました。

回答No.4

hg3

前にある各回答で正しく説明されていると思いますが、光についての基本的な知識が抜けているとその説明も理解ができないと思いますので、補足します。

No1の回答にある通り、光は電磁波という波の１種です。そしてその波の波長により性質が異なります。人間の目でみることのできる光（＝可視光線）は波長がおよそ380nm～750nmの範囲のものです。ちなみにnmはナノメートルという単位で1ナノメートル = 0.000 000 001メートルです。
光の色の違いはこの波長の違いによるものです。
波長が約380～450 nmだと紫、約450-495 nmだと青、約495-570 nmだと緑、約570-590 nmだと黄色、約590-620 nmだとオレンジ色、約620-750 nmだと赤になります。もっと正確に言うと、人間の目は、波長の違いを色の違いとして感じるということです。 ちなみに波長が380nm短いものは紫外線、750nmより長いものは赤外線で、赤外線よりもっと波長が長いものが電波です。これら人間の目で感じることができないので見えません。

以上のことを理解したうえで、各回答を読んでいただければ、疑問が解決すると思います。

お礼

目の感じる(光の)色の違い＝可視光線の波長の違いなんですね。
どっちが紫外線でどっちが赤外線なのかも、確認せずに理解していたので、非常に助かりました。補足回答ありがとうございました。

回答No.3

kamobedanjoh

普通に『色』と言っているのは，確かに反射光の色合いのことです。
物の色は確かに「反射光」から感じる色調です。その場合，反射光の色合いは，反射物の吸収スペクトル(波長による吸収の度合い)特性により，吸収されずに反射してきた光を網膜で受け止めて判定しています。赤・黄・青に見える着色剤を『色の三原色』と言い，これらを適宜混合する事で絵画を描くなどしています。
ディスプレイなど，『発光体』から感じる色合いは，赤・緑・青に感じる光を網膜で受け止めて判定しています。赤・緑・青を『光の三原色』と言い，光源で適宜混合することで画面を美しく彩ります。
反射体の色と発光体の色とでは，網膜での反応が異なるのです。
銀河の様子，星雲の広がり，新星誕生の瞬間など，美しい宇宙の映像などが放映されていますが，ほとんどの画像は加工された色合いで構成されています。
可視光望遠鏡の場合はともかくも，電波望遠鏡などの画像は，可視光線以外の電磁波を受けての映像ですから，本来肉眼に感じるはずがありません。
電子顕微鏡などの映像も，多くは色合いが強調されていたり加工された色だったりします。
『三原色』でも，『色』の場合と『光』の場合とで異なる事を理解しましょう。

お礼

>銀河の様子，星雲の広がり，新星誕生の瞬間など，美しい宇宙の映像などが放映されていますが，ほとんどの画像は加工された色合いで構成されています。
そう言えば、私も聞いたことがありました！強調されているんですよね。人間の見える色の帯(領域?)の外側にある光も沢山含まれているのだとか。
物の色＝反射光から感じる色調ということですね。ご回答ありがとうございました。

回答No.2

jaham

先生が　生徒のレベルに合わせて説明されていることをお忘れなく、質問者のレベルが上がれば説明も広がるのです

質問者の疑問は、ひとつだけ先生が触れていないことにあります

それ以外は先生の説明の通りです（ただし反射だけではなく透過の際の吸収によって色がつくこともあります）

それは、自らが光を発しているものがあることです
これは、電球や蛍光灯、LED、太陽や恒星等です(星雲も)

惑星や雲は先生の説明の通りです

ディスプレイもCRTは自ら光を発します、液晶ディスプレイは自らは光を発しません、光源からの光を透過させる際に赤色だけを通すとか青だけを通すとかで色を表現します）

もう少し高度になると、全ての物体は光（広い意味の)を発していることを学びます
質問のレベルでは数百度以上の物体以外は無視しても構いません

お礼

>先生が　生徒のレベルに合わせて説明されていることをお忘れなく、
そうですね。レベルの高くない私でさえ、一度聴いただけで大体の内容を思い出せる位易しい説明だったと思います。この質問を通して、あの時先生が言いたかったことを再考したいと思っています。ご回答ありがとうございました。

回答No.1

mmmma

だいたい、そんな感じです。

光だとわかりにくいかもしれません。

たとえば味だとどうですか？

砂糖は甘いですよね。
でも砂糖が甘いわけではありません。
舌の上の味覚細胞に砂糖がふれることで、甘く感じるのです。
甘さを感じる細胞以外に砂糖がふれても、甘く感じません。
甘さを感じる細胞に砂糖がふれて発せられたシグナルを脳が感知して、甘いと判断しているのです。

色についても同じで、
赤い光があるわけではなく、
人間の脳がその光を赤色だと感じているのです。

＞また、赤い暗室や、真っ暗闇でもカラフルに鮮明に映るディスプレイ、もっと大きな規模で星雲のいろいろな色等、光自体にもにも色がありますが、これも"着色されていると思い込んでいる"んですか？

着色されていると思い込んでいる、という言い方には違和感があります。
光は電磁波の一種なので、たとえば、波長700nmの電磁波を人間は赤色だと感じるということです。

これを違う色だと感じる人もいるわけですが、それは大多数の人間とは異なる感覚であるため、色覚異常という病気だとされています。
また、人間以外の生物では赤色と認識していないケースもあります。

お礼

砂糖に例えた例が凄く分かり易かったです！確かに、(当たり前のことですが、)指で砂糖の粒を触っても甘くはありませんもんね。舌という特定の部位があってこそというか…。着色という表現は語弊がありましたね。失礼しました。飽くまで人間側が、"そう"感じているからなんですね。ご回答ありがとうございました。