青いものは何故青く見えるのか？

134さん、ご丁寧にありがとうございます。改めて僕の疑問を投稿させていただきます。
青いものが青く見えるのは青い光だけを反射しているからだ、というのは良く聞く話です。
僕の最初の疑問は「反射で色が変わるんなら、表面上の微妙なアンジュレーションによって赤く見えたり青く見えたりしてもおかしくないんじゃないか。」というものです。いつも決まって青く見えるのは、光の当たる角度や温度や表面の状態に関わらず何か一定の性質をその物質が持っているからですよね。その一定の性質って何だろう？という疑問です。
134さんはそれを分子の固有周期のようなもので説明しようとされてます。（ちょっと僕には完全に理解できません。すみません）
しかしここで次の疑問です。色、というのはかなり物質に固有のものに起因していそうな感じなのですが、絵の具を混ぜると簡単に色が変わるじゃないですか。あれってどうしてでしょう。青い絵の具と赤い絵の具を混ぜると、物質の固有のものが変化しているわけでもなさそうなのに紫に見えます。どうして？？？？？

前回質問：http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?qid=83338

No.6 ベストアンサー 回答者： Hikaru99 回答日時： 2001/08/15 12:47

青いものが青く見えるのは青い光だけを反射しているからというの

は誤りですね。青い物体が青く見えるのは、白色光が青い物体にあ
たって、青い物体が黄色い光を吸収し、それ以外の光を反射するか
らです。従って、青い物体から反射されている光は、青い光ではな
く、白色光から黄色系統の光を欠いた光です。その光が青色に見え
るというわけです。ちなみに赤いリンゴが赤く見えるのは、赤色の
リンゴがシアンの光を吸収するからで、私たちはリンゴから反射さ
れるシアンを欠いた白色光を見て、赤色であることを認識していま
す。そのため、赤いリンゴにシアンの光だけを当てると、反射する
光がないので私たちの目には黒に見えます。ついでにバナナが黄色
いのは、バナナが青い光を吸収するからです。

と、この部分はきっとご理解されていると思います。

反射によって光の色が変わるかという質問ですが、反射では光の色
は変わりません。しかし、CD-ROMの裏面などで反射する光を見ると
確かに色が変わってみえますね。これは光が回折と干渉という現象
を起こしているからです。光には波の性質があります。波は波長ほ
どの大きさの溝にぶつかると、広がってしまうという性質がありま
す。この現象を回折といいます。また波には谷と谷が重なり合うと
強めあい、山と谷が重なると弱まるという性質があります。この現
象を干渉といいます。回折と干渉が起こると、広がった光の波が、
それぞれ干渉し合い、確度によって色が見えるようになります。
ところで同じ反射でも、光の性質が異なるものがあります。それは
水面やガラス表面での反射と金属表面での反射（金属光沢）です。

さて、最後の質問ですが、絵の具を混ぜると色が変わるのは、絵の
具が光の吸収体だからです。いろいろな色の絵の具を混ぜると、黒
ずんでいきますね。特定の色の絵の具を混ぜて、別の色を作るとい
うのは、吸収される光が増えていき、絵の具で反射して私たちの目
に届く光の量と波長の種類が減っていくということなのです。赤と
青の絵の具を混ぜて、紫色になるのはまさにこの結果なのです。白
色光から、シアンと黄色の光が引き算されたわけです。これを減法
混色といいます。これは絵の具だから成り立つのですが、もし混ぜ
合わた色材がお互いに化学反応を起こして別の物質になったとした
ら、まったく異なる色になるので注意してくださいね。青い絵の具
がなぜ青く見えるか（なぜ黄色の光を吸収するのか）は、青い絵の
具の性質と考えておけば良いと思います。なぜそうなるかは他に詳
しい方がいると思います。

これとは逆に、光の色は、混ぜていくと次第に明るくなり、最後は
白色になります。これを加法混色といいます。

カラーＴＶは光の三原色による加法混色で色を作ります。印刷など
は、色の三原色による減法混色で色を作っているわけです。

参考：光と色の１００不思議（東京書籍）

参考URL：http://homepage1.nifty.com/kuwajima/lac100/

この回答へのお礼

素晴らしい回答をありがとうございます！！
感動しました。全てが理解できた気がします。

お礼日時：2001/08/24 20:09

No.5 回答者： newhope 回答日時： 2001/06/06 03:46

物理学的な回答を求めておられるのに場違いかもしれませんが、全く違った観点からの回答も何がしかのご参考にでもなればと思い、お伝えいたします。

霊的な事柄を科学的な厳密なアプローチで探求したルドルフ・シュタイナーの『色彩の秘密』（イザラ書房）４２ページにはこう記されています、『広大な宇宙区間は闇です。太陽光線は地上にのみ注ぎかけています。地球の周囲に大気があるので、太陽光線はとどまっているのです。水分を含んだ大気をとおして、光は輝いているのです。しかし、はるかな宇宙空間はまったくの黒い闇です。ですから、昼間、宇宙という暗闇を見ると、黒く見えるはずです。しかし、黒ではなく、青が見えます。周囲が太陽に照らされているからです。大気と大気中の水分が照らし出されているのです。光をとおして闇が明るく見えるのです。光をとおして、闇の中を見ているのです。「光をとおして見た闇は青い」と、いうことができます。これが、周囲に見ることのできる色彩論の二つの基本法則区です。周囲の朝焼け、夕焼けを正しく理解したら、「闇をとおして見た光は赤い」と、いうことができます。昼間、黒い宇宙空間を見ると、「光をとおして見た闇は青い」と、いうことができます。わたしたちの周囲が太陽光線によって照らし出されているのです。・・・』いかがでらしたでしょうか？　何か得る所があれば幸いです。

No.4 回答者： taropoo 回答日時： 2001/06/04 22:47

目に飛び込んでくるのは光である事はいいですよね。

光は波長を持った電磁波です。その波長のうち400nm～700nm辺りのものを視神経は感知する事が出来るのでこの波長の光を可視光と言います。
単一の波長の光だけで出来ている光の事を単色光と言います。
しかし実際の世界では単色光として存在する事はまれで、いくつもの波長あるいは波長帯が混ざって光になっています。
音に例えるなら不協和音と行った所でしょうか。（和音でもいいですが、イメージ的に。）

それに対し、人間の目はどの波長の光がどれくらいの割合で含まれているかを正確に検知する能力を持っていません。
３つの神経を持っていて、青に近い波長の光に反応する神経、緑に近い波長に反応する神経、そして赤。

色々な波長の混ざった光が目に入ってくると、それに対し３つの神経がそれぞれに刺激を感じ、その３刺激の比から色を感じるわけです。

青い絵の具と赤い絵の具を混ぜるたものから来る光に、青の神経と赤の神経がある程度刺激を受け、緑の神経から刺激を受けないと、
脳は３刺激の比からその色を「紫」と判断する訳です。

参考URLはとても詳しくて分かりやすいのですが、英語なので英語ＯＫの方で無いと使えないかもしれません。一応載せておきます。

参考URL：http://www.cs.rit.edu/~ncs/color/

No.3 回答者： inorganicchemist 回答日時： 2001/06/04 12:42

物質固有の性質があって、そのために青い物は青く見えるというのは

まさしくその通りです。

しかし、その性質を「色」という概念でとらえようとした瞬間に、
その観測者は既に、その物質のある一面、表面しかみていないこと
になるのです。

絵の具の赤+青は確かにそれぞれが独立して存在したときと
本質的に変化していません。赤絵の具は人の目に「赤」と感じられる
信号を発していますし、青絵の具は「青」と感じられる信号を
発しています。しかし、人間の目はこれらの信号を区別できないので
人の目に「紫」と感じられてしまうのです。

赤い砂と青い砂を混ぜて紫に見えるのも、完全に透明な
紫色の溶液になったときでも、人の目に見える時点では
同じ理由です。

No.2 回答者： minya3 回答日時： 2001/06/04 05:27

＞光が混ざり合っているので紫に見えるだけです。

光で赤色、黄色、青色を均等に混ぜると白にみえるけど絵の具だとぐちゃぐちゃ色になるのはどうなのでしょうか？
ちなみに昔、
□□－｜－□□
□－－｜－－□　　　　　　　□は空白で。
－－－｜－－－
このような表面をしている面で変な色に見えるようなことを習いました
結構前（小学校？）の美術の教科書でした。（車の塗装だったような・・・）

No.1 回答者： hiropiro 回答日時： 2001/06/03 23:59

絵の具だと、混ぜても「物質の固有のもの」は変化しません。

もともと青い色を反射する成分は
青い色を、そして赤い色を反射する成分は赤い色だけを反射します。それらを見た時に２つの色の
光が混ざり合っているので紫に見えるだけです。
実際、物質を混ぜなくても、青い色の光と赤い色の光を別々に発し、壁の同じ部分に当てると
紫色に見えます。