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色が生まれる魔法☆知ってた?色と光の深~い関係!?
色はどうして見えるの?
そんな風に思うことありませんか?
私たちは、日々たくさんの色に囲まれて生活しています。
例えば、ふと空を見上げたときの青さ、花びらの鮮やかな赤、信号機の色・・・日常のあらゆる瞬間に「色」を目にしています。
でも、その色がどうやって見えているのか、改まって考えたことはありますか?
実は、色が見える仕組みには、ちょっとした「光の魔法」が隠されています。
色が「光」とこんなに深くつながっているなんて、意外と知られていないんです。
今回は、光が色を作り出す不思議な仕組みを、色の勉強を始めたばかりの方、好奇心で色に興味のある方向けにわかりやすくひも解いていきましょう!
そもそも、色が見える仕組みに必要なものって何だとおもいますか?
(@_@)???
答えは「光」「物」「目」の3つです。
この3つが揃って初めて、私たちは色を感じることができます。
具体的には、光が物に当たると、その一部が反射したり透過したりします。その光が目に届き、目から脳に情報が送られることで、私たちは色を認識できるのです。
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Ⅰ.色の見える仕組み
色の色の見える仕組みを解説していきます
少し専門的な言葉が出てきますが、イメージでとらえていただければと思います。
さて、私たちが色を感じるのは、目の中の奥にある「網膜(もうまく)」という部分が光を受け取り、それを脳が処理することで起こります。
以下のステップで色が見える仕組みを簡単に説明します。
1.光が目に入る
↓
2.人の目の中の網膜細胞が反応する
↓
3.脳が色を認識する
一つ一つ見ていきましょう。
1. 光が目に入る
物体が光を反射し、その反射した光が目に届きます。この光の波長の違いが「色」として感じられます。(光についての説明は後程)
短い波長 → 青っぽい色
中くらいの波長 → 緑っぽい色
長い波長 → 赤っぽい色
2. 人の目の中の網膜細胞が反応する
人の目の中の網膜には、光を感知する「錐体細胞(すいたいさいぼう)」と「杆体細胞(かんたいさんぼう)」という2種類の視細胞があります。
錐体細胞(すいたいさいぼう)は、色を感じ取る役割があり、「赤」「緑」「青」の3種類に分かれています。これらが協力して色を認識します。
杆体細胞(かんたいさいぼう)は、暗い場所で働き、明るさや形を感知しますが、色の認識は苦手です。
眼のイメージはこんな感じ ↓↓↓
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3. 脳が色を認識する
錐体細胞が受け取った情報は、視神経を通じて脳に送られます。脳はこの情報を組み合わせ、私たちが「赤」「青」「黄色」などの色として認識します。
例えば:なぜリンゴが赤く見えるのでしょう?
それは・・・
リンゴは赤い光を反射し、他の色(青や緑など)を吸収します。その赤い光が目に届き、網膜が反応し、脳が「赤」と認識します。
イメージを身近なのもで例えてみましょう。
例えば、「カメラ」
実は、眼の仕組みは「カメラの仕組み」とよく似ているのです。
上記の眼の構造を参照しながら見ていきましょう。
眼の前面には「角膜(かくまく)」(カメラのレンズにあたる)があり光を屈折させ集光します。
次に「虹彩(こうさい)」(カメラの絞りにあたる)が瞳孔の大きさを変化させて光の量を調整します。
さらに毛様体の基部にある毛様体筋が「水晶体(すいしょうたい)(2枚目のレンズ)」の厚みを変えて焦点の微調整をし、「網膜(もうまく)(カメラのフィルムもしくはイメージセンサー)に像を結びます。
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Ⅱ.光と色の関係
次に、光に注目していきましょう。
1. 光とは?
私たちが色を見るために必要な光とは、テレビなどの電波やレントゲン写真のエックス線などと同じ電磁波の一種です。
電磁波には波のように振動して進む性質があり、波の山から山までの長さは「波長」と呼ばれています。
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電磁波は、波長が長い順に「電波」「赤外線」「可視光」「紫外線」「エックス線」「ガンマ線」と区分されています。
その中で私たちが見ることが出来る光は、「可視光」にあたります。
可視光の範囲のうち、波長が長い光は赤く見え、短くなるにつれて、
橙、黄、緑、青、青紫の順に色が変化して見えるのです。
(参考までに:可視光の波長 約380nm(ナノメートル)~780nm)
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2. 物に当たった光が色になる?
物自体に色がついているわけではありません。私たちが「色」を感じるのは、光が物に当たって反射したり吸収されたりする仕組みがあるからです。
光が物にあたるとき、「反射」「吸収」「透過」のいずれかが物の表面で起こっています。
<反射する光>
物が光を受けると、一部の光を反射します。たとえば、赤いリンゴは赤い光を反射して、他の色(青や緑など)は吸収しています。私たちの目は、その反射された赤い光をキャッチして「赤」と感じるのです。
<吸収する光>
物が吸収する光は、私たちには見えません。
実際に赤いリンゴが光を受けるの目で見えるようにしましょう。
(下記)
長波長と呼ばれる部分に多く反射していることがわかります。
(山になっている部分が反射しているところです)
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その他の色
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白のグラフを見ると、ほとんどすべての波長の光を反射していることがわかります。このような物の表面は白く見えるのです。
逆に、黒のグラフを見ると、すべての光が物に吸収されていると考えられ、物の色は黒く見えます。
緑は、中波長を多く反射し、青は、短波長を多く反射していることがわかります。
3. 光が変わると色も変わる
光源(太陽、蛍光灯、電球など)が変わると、物の色の見え方も変わります。たとえば、昼間の自然光で白く見えた服が、夜の電球の下では黄色っぽく見えることがあります。これは、光源の種類によって、物に当たる光の波長が変わるためです。
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詳しくこちらをご覧ください
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いかがでしたか?
光と色は、不思議な深い関係・・・
色は、光がなければ生まれることが出来ません。
「光」「物」「目」
具体的には
「光の種類」「物が反射する光」「目の仕組み」という3つがそろって、
初めて私たちは色を感じることができるのです。
光と色の関係を知ると、日常生活の中の色の変化がもっと面白く感じられるはずです。
次に外を歩くときや、部屋の明かりを変えるときに、ぜひ「光と色の関係」を意識してみてくださいね!
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