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色は可視光線ですよね。 色相のない白と黒に波長はあるのですか?

sak********さん

2009/6/1922:06:19

色は可視光線ですよね。
色相のない白と黒に波長はあるのですか?

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編集あり2009/6/2010:23:24

白にはもちろんありますし、黒にも波長がある場合が多いでしょう。

質問者様がおっしゃるように、人間が「色」と認識できるのは、「可視光線」と呼ばれている一定の波長の光の範囲です。

具体的には、多少の個人差はありますが、短波長側が360nm(ナノメートル)~400nm、長波長側が760nm~830nmの範囲で、短波長側は380nm~450nmぐらいの色を紫、長波長側は620nm~750nmぐらいの色を赤と認識します。

人間の目と脳は、この範囲の間で、波長の長さごとにいわゆる虹の七色が見えるようになっています。


しかし、人間の目に「色」と認識できる光の波長の範囲よりも、波長が短い光も、波長が長い光も存在します。

可視光線よりも波長が短い光を、紫色の外側の光線、という意味で「紫外線」、可視光線よりも波長が長い光を、赤色の外側の光線、という意味で「赤外線」と呼びます。
これらは、人間の目には「色」として認識できず、目に見えません。


人間の目は、他の色々な生物と比較しても、可視光線の範囲が広く、色を見分けるのが得意な方です。
しかしそれでも、紫外線や赤外線は目に見えません。

これはたまたま人間の目に色として見えない、というだけであって、波長の長さが違うという以外には、人間が可視光線と呼んでいる光と紫外線・赤外線には、性質自体に決定的な違いがあるわけではありません。
紫外線・可視光線・赤外線という名前は、あくまで人間の目を基準に付けられた名前にすぎないのです。

現に、昆虫などには、紫外線を「色」と認識できる種類が数多くいます。
走光性のある虫が蛍光灯などに引き寄せられるのも、人間に見える光ではなく、そこから発せられる紫外線に反応して寄って来ている事が確認されています。


さて、それを踏まえて、ご質問の「白」と「黒」です。

「白」く見える色というのは、前述の可視光線の様々な波長が含まれ、混ざり合っていて、なおかつその光が一定以上の強さを持った状態です。
太陽の光もそうですね。小学校の理科の実験で行う通り、プリズムを使うと、その光の成分を分解し、虹色の光を見る事ができます。つまり、分解する前にはその虹色に含まれる全ての色の波長を持っているわけです。

また、物体の色というのは、光源から受けた光のうち、吸収されずに反射され、目に届いた光の色です。
白い物体というのは、光源から放たれた白い光のうち、可視光線の範囲の様々な波長の光を均等に反射している、という事になります。


ちょっと難しいのが「黒」です。

完全に光源を遮断し、真っ暗闇の状態ならば、確かにそこに光の波長は存在しないでしょう。

しかし、前述の通り、光の中には人間に認識できない「紫外線」と「赤外線」が存在します。
仮に人間の目に色が見えず、黒く見えていても、紫外線や赤外線が存在していれば、そこに光の波長は存在する事になります。

少なくとも、身の回りの黒く見える物体のほとんどは、太陽光や蛍光灯の光などに含まれる紫外線や赤外線をある程度反射しているはずですから、そこには波長が存在するわけです。

光源の側で紫外線や赤外線を遮断し、可視光線だけが放たれているという特殊な環境で、真っ黒に見える物体があれば、その「黒」からは波長を含んだ光が反射されていない事にはなるかもしれません。
しかし、大概の黒い物体は、可視光線もある程度反射しています。

なお、外部から入射する熱放射など(光・電磁波)を、あらゆる波長に渡って完全に吸収・放出できる物体を「黒体」(Black body)と呼びますが、完全な黒体は現実には存在しない、ともいわれています。


余談ですが、人間に見えない波長を有効利用しているのが「赤外線カメラ」です。
赤外線カメラは、人間には色として認識できない赤外線をキャッチし、それを目に見える色に変換した画像・映像を作り出す事で、暗闇での撮影を可能にしています。
元々存在する微量な赤外線を捉えて増幅する場合もありますし、赤外線の光源を利用する場合もあります。


……というわけで、長くなりましたが、参考になれば幸いです。(礼

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s_m********さん

2009/6/1922:18:51

白は光の三原色全てが混ざった色です。ですから、それぞれの波長を併せ持っているのではないでしょうか。

黒いのは光がない・弱い状態のことですので、波長などあるはずもありません。

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