光の三原色とプリズムでの光の分解

Question

光の３原色は、３つの色ですべての色ができるといっています。７色が作れる。
一方、太陽光をプリズムで分解すると７色に分解する。
では、三原色の光で、作った、白色光は、プリズムで分解すると、７色になる？３色になる？
三原色からできる、紫色は、プリズムをとおすと、分解されるの？
色は波長が違うだけなのに？？？？

habukun · Accepted Answer

色の違いは、もちろん波長の違いです。したがって、プリズムをとおすと波長の違いによって屈折率が異なるため、さまざまな色に分解されます。これと“３原色”とは直接の関連はありません。

　なぜ“３原色”なのかは次のとおりです。
　ヒトの目で、色を感じる細胞を“錐体（すいたい）”といいます。錐体には、“視物質”というタンパク質があり、特定の色だけを感じる視物質が（たまたま、赤・緑・青の）３種類あります。赤い光が目にはいると、赤を吸収する視物質を持った錐体が刺激を受け興奮状態になり、視神経が電気信号として脳に伝え、赤色を感じます。
　赤の錐体が興奮しているときに緑の錐体も興奮すると（興奮するような波長の光が目に入ると）、脳では黄色を感じ、青の錐体が興奮すればマゼンタと感じます。
　赤からどれくらい黄色やマゼンタに偏って感じるかは、同時に興奮している緑や青の錐体の数によります。また、同時に興奮している３種類の錐体の数の比によって脳に伝えられる電気信号の強さの比が異なり、黄緑色や青緑色など微妙な色として感じられます。
　３種類の錐体が同時に同じ数だけ興奮すれば、光の三原色の中心のように、白として感じることになります。

　というワケで、人間が白と感じても、太陽光のように広い範囲の波長の光を含んでいなければ、連続した色には分解されません。
　３色（赤・緑・青の単色）を混合して白く見える光はプリズムで分解すれば３色になり、紫（単色）はプリズムをとおしても分解されず、紫だけです。

noname#25358 · Answer

ちなみに蛇足ながら、プリズムによって光は「無限の色」に分解されます。
　虹は７色じゃあないんですよ(^_^;　人間の目の限界によって７色に見えてるだけで、実際には無限の色を持っています。
　それが証拠に、「虹は７色だ」と言ってるのは日本人だけで、国によって６色だったり３色だったり、あるいは１００色だったりします。

abyssinian · Answer

過去ログです。僕のNO4発言が参考になると思います。
http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=914687&rev=1

　減色混合、加色混合、という言葉を知ってると思います。
減食混合の原因は、100%人体外での物理現象なんですが、加色混合の方は人の視覚処理上で起きる一種の「錯覚」です。

　光も電波の一種です。日常の実例を示すと、テレビの1CHと3CHと4CHの電波が同時にアンテナに来ても6CHや8CHの周波数にはならない。バラバラのままです。これと全く同じなんです。
しかし人間は6CHや8CHに見えてしまう。見えるから「実際にそうだ」と信じ切ってる。3色混ぜた「白色」もニセモノなんです。

　例えば実験的に、3原色の光 R,G,B だけを眼に当てたとき、視覚の処理系が仮に
　x=R+G+B
だとしたら、同じyの値になるRGBは一種類じゃないですね。でもこの処理系ではそれらを全部「同じだ」と感じる。
これが「3色を混ぜると１つの色に見える」理由です。その単独色と区別が付かないだけで実際は３色バラバラのままです。


　次に、「3色でなぜ全ての色が作れるのか」という疑問の答は、
例えば、あるシステムに入力が３ポートある。各々8bitだとする。とすれば内部ではその24bit=16777216通りの表現しかない、このシステムは、ポート経由では、それしか認識できない。上記の疑問は「私に付いてる３つのポートだけでなぜ『全ての色』が表現できているのですか？」という質問と同じなんです。ちょっと面白いでしょう。
（内部でどんな多項式や非線形な演算をやっても、取り得る状態の数は24bitしかない。）

　似てる現象をもう少し。加色混合は、アセンブラのデータ処理でビット長を越えたデータを代入すると（例えば下位の桁だけが入って）別の値に化ける現象に少し似ています。
また、周波数は連続量なのでそれを有限個の数の組み合わせで表しきれるはずがない。それをすると ADコンバータに帯域を越えた信号を与えると「変換データにニセの周波数成分が混じる現象」に似たことが起きます。


　p.s.
眼の4種類の視覚細胞はどれも、光入力を神経パルス密度として出力するコンバータです。
過去ログにも書きましたが、眼から脳への途中の神経繊維ですでに座標変換のような事が行われて、脳への入力は R,G,B,明暗 ではないんです。（そこに「補色」の原因がありそうです。）
まだまだ解明が進んでないので、スッキリした説明はできないのです。よく有りげな「RGBの３種類の細胞があるから」だけの説明はフィルタ付きADコンバータが3種あるとしか説明してない。そして加色混合はADコンバータで起きてるのではないので説明になってないのです。実際の処理系は上に書いた x=R+G+B のような単純な式ではなく、明るさを変えれば別の色に変わって見えるような非線形系です。さらに周波数f1とf2の色を混ぜても、例えば (f1+f2)/2 のような色には全然見えてくれない。周波数方向にも非線形な複雑な系です。

参考URL：http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=914687&rev=1

8942 · Answer

人間の目の細胞には色を感じる細胞があり
3種類あって　赤い光に反応する細胞と　緑の光に反応する細胞と、青い光に反応する細胞があります。

つまり人間はこの最低三種類の光があればその組み合わせで全ての色を感じてしまうのです。

　ですから本来7色の色が混じって白色の光（太陽光など）になりますが、
赤と緑と青を等量混ぜても人間は白色と感じるわけです。

　ある意味人間の目がいいかげんなんだと思います。
でもその単純とゆうかいいかげんな目ゆえその3色を組み合わせて色々な色を表現できるんです。ちなみにカラーテレビはその原理を応用しているわけです。律儀に7色揃わないと全ての色を
認識しない目ではカラーテレビの開発はもっと遅れて
いたのではないでしょうか？

Josquin · Answer

光の３原色を混ぜると、人間の目にはいろいろな色に見えるというだけで、物理的には３原色は３原色にすぎません。したがって、プリズムをとおすと３原色のみに分裂します。

yoneda_16 · Answer

・光の3原色を混ぜると、人間の目には白に見えます。
・光の3原色の混ぜる比率を変化させることで、人間の目に様々な色を見せる事ができます。

・白色太陽光には様々な色が含まれているので、プリズムで分解すると一続きの色の帯として見えます。
・白色太陽光をプリズムで分離しても7色にはなりません。

・3原色を混ぜて人間の目に白く見える光は、プリズムに通すと3つに分離します。

Kon1701 · Answer

光の3原色、これは目が、3色に分けて光を感じることから来ているそうです。
さて、白色光は、さまざまな周波数成分の光が混じっています。これをプリズムで分けると周波数に応じて分光するわけです。
3原色で作った白色光は？　これは各色の作り方にもよると思います。たとえば、特定の周波数だけの単色光（たとえばレーザー）なら、混ぜ合わせてプリズムを通せばまた3色に分かれるだけだと思います。
ですが、単にフィルタを通しただけなら、範囲は狭いとはいえ、いろんな周波数成分の光が混じっているでので、3色以上に分かれる可能性があると思います。

光の三原色とプリズムでの光の分解

色の違いは、もちろん波長の違いです。

ちなみに蛇足ながら、プリズムによって光は「無限の色」に分解されます。

過去ログです。

人間の目の細胞には色を感じる細胞があり

光の３原色を混ぜると、人間の目にはいろいろな色に見えるというだけで、物理的には３原色は３原色にすぎません。

・光の3原色を混ぜると、人間の目には白に見えます。

光の3原色、これは目が、3色に分けて光を感じることから来ているそうです。

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　色の違いは、もちろん波長の違いです。

　ちなみに蛇足ながら、プリズムによって光は「無限の色」に分解されます。

　過去ログです。