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太陽光と色について 1.よく、「白色は反射して、黒色は吸収する」と聞くのです...

dwu********さん

2013/5/422:12:24

太陽光と色について

1.よく、「白色は反射して、黒色は吸収する」と聞くのですが、「何を」ですか?

2.もし1で「光を」ならば白を着てる 人は太陽の下ではまぶしいのですか?「熱を」ならば黒を着てる人は太陽の下では白を着てる人より暑いのですか?

3.白を着てる人と黒を着てる人とではどちらがより日焼けをしますか?

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mad********さん

2013/5/506:57:43

太陽光線は、電磁波のうち、一般には可視光線を中心とする、遠赤外線~遠紫外線(B波といわれる)の混ざったものです。

物体の色は人の目に映るとき反射があった波長帯の合成色で見えます。
☆白色に見える場合、赤から、青までの範囲がすべて同じようは配分で、反射されている事ことになります。
https://www.google.co.jp/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=7&c...
熱を感じる事と日焼けはヒカリの成分(波長)のうち、前者は赤色より長い波長の赤外線が、後者は紫より短波長の紫外線が起こす現象です。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%B5%A4%E5%A4%96%E7%B7%9A
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%B4%AB%E5%A4%96%E7%B7%9A
しばし、かじってみてから、的を絞って新たな質問という、事を希望します。
3番については、白のほうが不利です。

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rie********さん

2013/5/513:54:56

1.

可視光線ですね。
光は波長が非常に短い電磁波ですが、波長の違いで色に分かれて見えます。七色の虹色とかご存じですね。そのように、波長が短いものから、青、藍、緑、黄、橙、赤、などに分かれます。波長で言うと、だいたい380 ~ 750ナノメートルくらいですね。
まあ、色は実際には連続して変化しているのでその分け方はお国柄でいろいろですが、日本では七色に分けるのが文化的慣習です。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%8F%AF%E8%A6%96%E5%85%89%E7%B7%9A

そういう風に、光に色がついて見えるのは、目の網膜にある光を感じる視細胞の錐体細胞が、人間の場合三種類あって、おもに青、黄、青に反応し吸収して、脳に信号を送るからです。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%89%B2
そのURLの図に吸収スペクトルというのがありますね。色のついた山がありますが、それらが視細胞の種類に対応し、山のそれぞれの線の高さが、その波長での吸収しやすさを表します。たがいに重なりあっているため、三種類の錐体細胞それぞれの信号の強弱の組み合わせによって、微妙な色合いの違いを脳が判断するわけです。

そこで青、黄、赤は光の三原色と呼ばれ、その三種類が同じ強度で混じると真っ白に見えます。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%89%B2
そのURLの「加法混合」の図を見てください。小学校か中学校あたりの理科でも習いますが、そのように、波長の違う光の混ざり具合で見える色が変わります。

太陽が白く見えるのは、可視光線の領域でまんべんなくいろんな波長の光が来ているからです。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%A4%AA%E9%99%BD%E5%85%89
そのURLの「太陽スペクトル」の図でどの波長の光が来ているかがわかります。緑色の波長に山のピークがありますが、赤い方に長い裾を引いているため、まじりあった全体としてはやや黄色がかった白に見えます。

さてそこで物体の色ですが、これはちょっとややこしい。
光が物体に当たると、反射されたり、吸収されたり、透過したり、また、吸収されたものが違う波長で放出されて出てきたりします。そのため、物体表面から目に届く光の中の波長の割合は、物体に当たった光とは違うようになっています。そのため、物体表面は固有の色を持つように見えます。一般には、白の太陽光を当てて、見える物体の色が固有の色とされます。しかしたとえば特定の色の光だけを当てて見ても、それが戻って目に入る時の光はやはり波長が限られるので、固有の色には見えません。

そのように、物体の色も目に届く光の波長の混ざり具合で決まっているわけです。

そこで白い色の物体ですが、通常は太陽光を当てて物体表面から反射して目に入る光の波長の割合が、太陽光とさほど違いが無い、つまり、波長に偏りなくまんべんなく反射する光が見えるために白く見えます。
反射率が高いと、まぶしい白に見え、反射率が低く残りの光が透過したり吸収されたりすると、暗い白に見えてきて、だんだんと灰色になり、あまり反射しなくなると黒く見えてきます。
つまり、黒い色の物体は、表面での光の吸収が波長に偏りなくまんべんなく大きい物体です。

吸収が小さくて透過が大きな物体は、その向こうの景色からくる光が見えるので、透明になります。

2.

以上のように、白い服は太陽光の反射率がまんべんなく高いので白く見えます。
なので、自分の服に目をやれば、白の方が黒よりまぶしく感じるでしょう。

熱についてですが、光は物体に吸収されると、別の光として再放出されない限り熱になります。熱というのは物体の原子や分子の運動のことです。
そのため、光をより多く吸収する黒い物体の方が太陽光の下で熱くなります。
しかし、衣服が白か黒かで、人間が暑く感じるかどうかはいろいろな他の要素が効いてくるので、一概には言えません。しかし服自体は黒の方が熱くなります。
日本ではたいてい気温が体温より低いし、湿度も高いため、衣服が熱いと暑く感じますね。しかし、砂漠の昼間では、非常に乾燥して気温が体温より高いため、黒い厚い布を何重にも体に巻いた方が涼しいそうです。それは光の透過をほとんど無くして体が熱くなるのを防ぎ、汗がどんどん蒸発して体から水分が失われるのを防ぐためですが、白い色よりも黒い色の方が光を通しにくいので、あまり厚く巻く必要が無くバランスが良いようです。

3.

日焼けは波長が可視光より短い、目に見えない紫外線で起こりますが、非常に特殊な繊維の材質で織ったものでない限り、どの服の繊維でも紫外線を大きく吸収するため、あまり違いはありません。なので、紫外線が服を透過するのは、ほとんど織り目の目の粗さで決まりますから、色はほとんど関係ないようです。繊維が細く、目の細かい服の方が良いわけですね。重ね着はより効果的です。

kam********さん

2013/5/508:16:56

1.光を(可視光を)

2.まぶしいかどうかは、服で反射した光がどの程度眼に届くかによります。服の形状などによっても違うのでは?黒は光を吸収して熱エネルギーに変換している事になるので熱いのは当然ですが、熱そのものを吸収しているのではありません。

3.それはその服がどれだけ光を肌まで通すかによることで服の色そのものとは直接は関係ありません。但し、白い繊維で作られた服は繊維の隙間を光が反射して肌まで通し易い可能性があります。例え外側が白でも完全に遮光性の服があったら黒でも白でも同じと思います。

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