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黒色が光を吸収する、と聞きますが、 黒が光を吸収するのではなく、光を吸収して...

une********さん

2015/7/1223:09:36

黒色が光を吸収する、と聞きますが、
黒が光を吸収するのではなく、光を吸収しているから黒色なのではないのですか?
逆に白は吸収しないといいますが、他の色との違いはなんなのでしょうか?

色と光の関係についても少し教えてくれるとうれしいです。

この質問は、活躍中のチエリアン・専門家に回答をリクエストしました。

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ベストアンサーに選ばれた回答

fra********さん

2015/7/1300:32:16

光の波長の領域を大きく5つに分けてみましょう。

(念のため、波長とは波を特徴づける量で詳しくはwikiにのってます。これを使えば光の「種類」を分類できます。)

(赤外領域,赤付近,黄付近,青付近,紫外領域)

となってます。赤外領域にある光は目に見えません。赤外線といったほうがなじみがあるかもしれませんね。ちなみに赤外線はラジオなどに利用されてます。
紫外領域の光も目に見えません。ここにある光は持ってるエネルギーが高いです。
例えば、紫外線、X線、放射線がこれに該当します。

真ん中の3つが目に見える領域です。わかりやすさのために3つに分けました。
分けようと思えば波長でいくらでも分けられます。

話を可視光に限りましょう。つまり真ん中の3つの領域だけ見ます。

まず光というのは強度という概念があって、その名の通り光の強さです。
光の強度は測定すると、○波長ではこのくらい、△波長ではこのくらい、.......
というように波長ごとに強度が出てきます。波長を上の3つに分けその3つごとにどのくらいあるかをたとえば

(赤の強度,黄の強度,青の強度)=(1000,1000,1000)

のように表しましょう。


まず色の吸収を見ましょう

始めに(1000,1000,1000)であった波がある物質で反射して目に入ったとしましょう。
この時、あなたのおっしゃるように物質で反射されるときハ章ごとに吸収が起こります。今回は極端な例ですが、
(1000,1000,1000)→(50,900,90)
のように物質で吸収されたとします。そうすると人には黄色に映るわけです。

黒に見えるときは
(1000,1000,1000)→(40,30,50)
のようになっているはずです(ちなみにあらゆる波長の光を完全に吸収してしまう物質を黒体といいます。この黒体量子論ははじまりました。気になればプランク輻射で調べてみるのもよいかもしれません)。

つまり、光の吸収は、当たり前ですが、引算なのです。

一方、光を重ねることを考えましょう。
3つの光(780,40,20),(30,880,60),(10,30,900)を重ねてみましょう
そうすると(820,950,980)となりますね。
白色に見える光の特徴はあらゆる波長がまんべんなく入っていることで、それゆえこのとき、すくなくとも上に挙げた例よりは、白に近く見えるでしょう。

ちなみに、そしたらさっきの黒もまんべんなく見えてるじゃないかといわれるかもしれません。

しかし、考えてみてください。映画で画面がフェードアウトして暗くなっているとき
途中までは白色、だったのにいつの間にが黒くなってますね。そういうことが起こっているのです。つまり、人が光が入ったと認識するにはある程度の強度が必要なので
まんべんなく強度があっても黒く見えるのです。
この強度の制限がないと、弱い光をたくさん感じてしまい、煩わしいですよね。

以上から、吸収は足し算、重ねるのは足し算とわかりましたね。

そして、黒くするためには強度を低くする必要がある。白くするには人に感知される程度の強度で蔓延なく強度があることが必要です。

つまり、光を足していくと、黒から遠ざかってしまいます。

これで、あなたの疑問に答えられたでしょうか?

  • 質問者

    une********さん

    2015/7/1300:46:59

    つまり、黒く見えるものに当たって反射して目に入った光は、その強度が低くなる程度に吸収されているということですか。
    やはり、イメージとして「吸収されているから黒く見える」ということであっているのですね?


    では、なぜ紫外線は、黒に吸収され、白は透過するのですか?
    また、透過率がほかの色より白が高いのはなぜなのですか?
    下の方がおっしゃっているように、白は反射しているわけではないのですか。

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質問した人からのコメント

2015/7/13 03:49:31

しっかりとした解説をありがとうございます。一番分かりやすく、欲しい答えを返していただけたのでベストアンサーとします。

他の方も何度も答えていただきありがとうございました。
何かお礼ができないのが残念です。

皆様、ありがとうございました。

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mam********さん

2015/7/1300:38:08

>>光を吸収しているから黒色なのではないのですか?

そうですね。黒の定義はそういうことですから。黒は「すべての光を吸収している」のだから黒が光を吸収するというのも事実であり何もおかしいことではありません。

>>逆に白は吸収しないといいますが、他の色との違いはなんなのでしょうか?

白はどのような色の光であっても吸収しない。ほかの色はある特定の色に関して吸収が起きたり起きなかったりするという点が違います。

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kou********さん

2015/7/1223:13:29

【光を吸収するから黒】というのはあながしまちがいでは無いですね。何故なら色というのはその物がもっている色、例えば赤なら赤の光を反射しているため赤に見えています。光というのは七色あってその物が七色の中からどの色を反射させるかによって色が見えるわけですから黒色は光の中の黒色を反射しているので黒色に見えるというわけです

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