光の色、虹について

(1)光に色がつくのはなぜですか？
(2)太陽光のような白色はなぜ白色なのですか？
(3)虹はどんな時に出るのですか？

以上の3つの質問についておしえて下さい。バラでも構いませんので、よろしくお願いします。

No.4 ベストアンサー 回答者： ticky 回答日時： 2004/05/01 06:07

こんにちは。

「光」というのは、実は"電波"の一種で、正体は、波なんです。(何の波かというと、電気と磁気の波です)
で、その波がどれだけ細かいかで、電波の種類が決まります。

例えば、ラジオの電波は、結構波と波の間が開いています。
電子レンジや、携帯の電波は、それよりももっと細かく、波と波の間が狭いです。

こういう電波を、もっと細かい波にすると、目に見えるようになります。

虹の七色は、赤、橙(だいだい)、黄、緑、青、藍、紫の順番です。(本当ははっきり分かれていなくて、あいだの色もたくさんありますけどね)
この七色で、右のほうに行くほど、波が細かく、左に行くほど、波の間隔が大きいです。
つまり、目に見える光では、赤が一番波と波の間隔が広くて、紫が一番細かい波の光なのです。

人間の目には、赤から紫までしか見えません。
赤よりももっと、波の間隔が広いと、人間の目には見えず、赤外線や、さっきの電波になります。
逆に、紫よりももっと、細かい波だと、やっぱり目には見えなくて、紫外線(日焼けの原因になります)や、病院で使うエックス線になります。

光の色の正体は、ひとつには、その光がどれだけ細かい波なのか、ということが原因なのです。

太陽の光は、いろいろな細かさの光(＝いろいろな色の光)がたくさん集まっていて、その結果、白く見えます。

虹は、太陽のたくさん集まった光を、ばらばらにした結果、太陽の光に含まれていたたくさんの光が、ばらけて見えます。

これは原理を説明すると、まず、透明なものを光が通るとき、光が曲がって通ることがあります。
このときどれだけ曲がるかは、どんな物質を光が通るかで決まるのですが、光の波の細かさでも、少しだけ変わり、この少しの違いが、太陽の光をばらばらにして、虹の色を作ります。

普通見る虹は、空気の中にある水の粒のなかを光が通ってくるときに、光が曲がって、先ほどの少しだけの曲がり方の違いによって、七色に見えます。
どんなときに、虹が出るかというのは、ちょっと難しくて、まず、太陽が後ろにあって、前のほうに、水の粒がなければいけません。
となると、例えば、太陽が真南に来る真昼に、真北の結構離れたところで雨が降っていたりすれば、真北に虹が見えるかもしれません。("かもしれません"というのは、角度の計算とかを考えてないからです。実際には見えないでしょうね。基本的には普通の虹は、後ろから来た光が、水の粒の中に入り、何回か曲がって出てきて、前から目に入って、虹が見えます。)

以上、簡単に(でも結構ややこしく)説明しましたが、「人間の光の見方」というのもあります。

人間は、目で光を見ますよね。
目には光を受け取る部分がたくさんありますが、種類はそんなにありません。四種類くらいです(専門家でないので違うかもしれませんが)。

そのうちの三つが、色を感じ取ることのできる部分で、
赤をたくさん感じ取る部分
緑をたくさん感じ取る部分
青をたくさん感じ取る部分
があります。
(残りのひとつは、色は感じなくて、暗闇で弱い光を感じるのに役立つとか)

三つしかないのに、たくさんの色がわかるのには、理由があります。
例えば、青い光が飛んできたら、「青をたくさん感じ取る部分」が反応しますが、
「緑をたくさん感じ取る部分」や「赤をたくさん感じ取る部分」が反応しないわけじゃないんです。

「青をたくさん感じ取る部分」だけじゃなくて、「赤をたくさん感じ取る部分」、「緑をたくさん感じ取る部分」も少しですけど、反応します。

この三つの部分が、それぞれどれだけ反応しているか、どんなバランスで反応しているか、というのを脳が判断して、色がわかるのです。

これを利用して、赤や青、緑の光を上手に混ぜてやれば、人間にはいろいろな色を感じさせることができて、テレビやパソコンのモニタはこうしていろんな色を出しています。

この回答へのお礼

丁寧でとてもわかりやすい説明ありがとうございました。

お礼日時：2004/05/06 08:01

No.3 回答者： foobar 回答日時： 2004/04/30 09:35

光に色がつく理由

詳細は
http://www.kurabo.co.jp/el/room/color/page1.html
あたりを見て戴くとして、、

1. 人に目には 赤、緑、青 の光を感じる細胞が有り、あたった光の波長によって、それぞれの細胞が違った刺激を出します。この刺激を脳が受け止めて、「何色」と判断します。

2. 太陽の光のような白色光は、赤、緑、青 の細胞を有る割合で刺激します。その割合のとき「白」と認識します。

3. 白く光ってるものに色ガラスをかぶせたり、白い光で色のついてるものを照らすと、目に入って来る光の成分が偏ります。そうすると、赤、緑、青 の細胞が受ける刺激が白の時とはかわります。この刺激を受けて、脳が「色がついた」と判断します。

このような説明で如何でしょうか。

参考URL：http://www.kurabo.co.jp/el/room/color/page1.html

この回答へのお礼

ありがとうございました。

お礼日時：2004/05/06 08:03

No.2 回答者： cosmoswind 回答日時： 2004/04/29 21:47

虹　にじ　Rainbow

順序よくならんだ色のスペクトルであらわれる光の円弧。スペクトルとは、紫、藍(あい)、青、緑、黄、だいだい、赤と波長の順にならんだ色の列の事をいいます。
空気中を落下する水滴によってできます。ふつう、雨上りのときなどに太陽の反対側にあらわれる。滝のしぶきによってもできます。
虹の種類には、最もよく見られる主虹（しゅこう）のほかに、２番目の虹と言われている副虹（ふくこう）、３番目の虹と言われている反射虹（はんしゃこう）などもあります。また、まれにしか見ることが出来ませんが，雲や霧の中で見える白い虹、朝焼けや夕焼けの時に見える赤い虹、月の光で出来る月光虹（げっこうにじ）など、いろいろあります。
主虹（しゅこう）は、外側が赤色です。完全な虹には副虹（ふくこう）ができ、その中では色の順序が主虹と正反対になります。この副虹は水滴の二次反射によってできるので、主虹とくらべてうすぐらいです。
太陽光線が水滴にはいると、プリズムのように屈折され、反射されて、色のスペクトルとしてあらわれます。その色がみえるのは、太陽、水滴、観測者をむすぶ反射角が40～42°のときだけです。太陽が低い位置にあるとき虹は比較的高い位置にみることができ、また太陽が高い位置にあるときには虹は空の低い位置にあらわれる。このような場合でも、40～42°という角度はかわりません。

この回答へのお礼

ありがとうございました。

お礼日時：2004/05/06 08:06

No.1 回答者： YanYas 回答日時： 2004/04/29 21:47

自分では説明できないので、回答はURLで・・・

光と色の不思議
　ttp://www.laser.phys.tohoku.ac.jp/～yoshi/hikari21.html

虹はなぜできるの？
　ttp://www.j-pca.net/nature_science/meteorology/0006/niji.htm

この回答へのお礼

判りやすいサイトでとてもよかったです(^^)ありがとうございました。

お礼日時：2004/05/06 08:05