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色は特定の波長を吸収して色を発するのですか?それとも、特定の色を吸収して色を発するのですか?
色と波長の関係で、波長が短いと紫に見えたりするのはなぜですか?波長が短いほうがエネルギーが強いのはなぜか教えてください☆

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A 回答 (3件)

> 波長が短いと紫に見えたりするのはなぜですか?



これは実は結構高度な質問です。「波長が短いと"青色"に見えたりするのはなぜですか?」というのは普通の質問で、No.2さんの回答で良いのですが、可視域で青色と感じられる波長域のうち、概略400nm近辺以下の短波長だけの光が目に入った場合、これは「緑の補色」としての「紫」や、「青と赤の合成色」としての「紫」ではなく、単色で「紫(菫色)」と認識されるものです。この色は身近には、虹の七色の最も短波長側の色で、「紫外線」の名前の元になっている波長域です。

私は一応、分光の専門家ですが、人間の色の知覚のメカニズムそのものは素人なので推測なのですが、人間の目の三色を識別する視細胞のうち、「赤」に対応するものが若干この波長にも感応してしまうのではないでしょうか?

参考URL:http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=1400477
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しがない大学院生です。


なかなかピンときませんが、思うままに回答してみますw

一般的に物質の色は、簡単に二種類あります。
いわゆる物質そのものの色、物質が放っている色です。

物質そのものの色とは↓
一般的には光は色々な光の束(虹をイメージして)です。
そして物質は光の束の内、ある光だけ吸収(物質によりけり)して、残りを反射するという性質があります。
例えば、赤ペンの「赤」は、物質が「赤」の補色を吸収しているため、吸収されずに反射された「赤」が人間の目に届くので、結果的にその物質が赤色に見えるのです。

物質が放っている色とは↓
一番聞くのが蛍光です。他にはりん光もありますが。
よく祭りの夜店などであるピカピカ光るあれです。
これは、物質が光を吸収して(正確にはエネルギーを)、その余剰(正確にはちと違う)エネルギーを発散させる際に「蛍光」という形でだし、それが人間の目に届けば色になるわけです。
他の発散方法ですが、熱にしたり振動にしたりとあります。
これは、基底状態やら励起状態の話なので、ややこしいw

まー結構簡単に簡単にと思って書きましたので、結構間違っているかもしれませんが、イメージ的にはこんな感じです。
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質問の意図がよくわからないんですが、特定の波長の光=脳が色と認識するものです。

太陽の光が何かの物質にあたったときの光の話なら、教えてgooの科学の過去の質問(http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=1405459)を参照して下さい。
なお、色とは脳が作り出しているもののため脳の特定部位が破壊されると色も認識できなくなります。
波長が短いとエネルギーが高くなることについては、正直答えるのは簡単なんですが、一つ前の質問も含めて何かの課題のような気がするので、意地が悪いようですがご自分で調べてみて下さい。高校の物理の教科書などで波長のところを調べればすぐわかるはずです。

参考URL:http://www.ai.kyutech.ac.jp/~toshi/kiso_2/ensyu/ …
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Qなぜ可視光は今の様になった?

光が電磁波ならば、どのようにしてこの周波数帯のみが見え、その他の電磁波は見えないという構造になったのでしょうか。
また、人間には見えない赤外線及び紫外線を見る事の出来る生物はいたりするんでしょうか。

Aベストアンサー

まず蜜を吸う昆虫の多くは紫外線が可視範囲です。蛇は赤外線を可視範囲とするものが多いですね。

おそらくですが、まず大気の窓との関係があります。一般的に波長の短い電磁波は減衰が激しいのですが、長いものでもミリ波とか一部の赤外線などでは大気吸収が大きく不適な周波数帯があります。

また波長が長くなると解像度が低くなります。もちろん目の瞳を大きくすれば解像度を上げることができますが、馬鹿でかい生物になってしまいます。

それと基本的に一部の生物をのぞいて、パッシブのシステムですから、光源は自然界に存在するものになります。背景に隠れて見えなくても困りますから地面放射の影響は受けたくないですね。

あとは上記の条件と合わせて、その生物が捕食や交配
のため、どれくらいの距離まで監視する必要があるかと、移動速度が関係するでしょう。

もしすごく速く、音速なみの速度で移動する生物がいたとすると、きっと可視光線だけでは物に衝突してしまいます。赤外線の目を持った生物になるかもしれません。あるいは自ら電磁波を放射するかもしれませんね。しかし捕食するのには細かいものまで見えなければいけませんから、巨大な目を持つか、もっと短波長の目をもう一つ必要とするかもしれませんよ。

逆に細菌とかウイルスが目を持つためには、きっと光線ではなく電子線の目が必要になりますね。

まず蜜を吸う昆虫の多くは紫外線が可視範囲です。蛇は赤外線を可視範囲とするものが多いですね。

おそらくですが、まず大気の窓との関係があります。一般的に波長の短い電磁波は減衰が激しいのですが、長いものでもミリ波とか一部の赤外線などでは大気吸収が大きく不適な周波数帯があります。

また波長が長くなると解像度が低くなります。もちろん目の瞳を大きくすれば解像度を上げることができますが、馬鹿でかい生物になってしまいます。

それと基本的に一部の生物をのぞいて、パッシブのシステムです...続きを読む

Q吸光度の単位

吸光度の単位は何でしょうか!?
一般的には単位はつけていないように思われるのですが。。
宜しくお願いします。

Aベストアンサー

物理的には、No.1さんも書かれているように吸光度も透過度も基本的に同じ単位系の物理量どうしの「比」なので「無単位」です。しかし、無名数では他の物理量、特に透過度と区別が付かないので、透過度は"透過率"として「%」を付けて表し、"吸光度"は「Abs(アブス)」を付けて呼ぶのが業界(分析機器工業会?)のならわしです。

Q検量線に吸収極大波長を用いるのはなぜですか?

Fe(II)イオンのo‐フェナントロリンキレート錯体の吸光度を測定し、横軸にFe(II)イオンの濃度、縦軸に吸光度をとって検量線を作成するという実験をおこないました。

この際、波長は吸収極大波長である510nmを用いたのですが、吸収極大波長を用いる理由は何でしょうか?

吸収極大波長以外の波長を用いると、何か不都合でも生じるのでしょうか?

お分かりの方がいらっしゃいましたら、ぜひ教えて下さい。

よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

まず、吸収極大波長を用いると感度が良くなります。よって、より低い濃度でも測定できます。
また、ノイズの影響を小さくする(SN比を大きくする)ことが出来ます。
あと、今回はおそらく関係ないかと思われますが、近い波長に吸収がさらにあると極大波長以外の場合、どちらの波長の吸光の影響が大きいか分からなくなります。


しかし、最大の原因は基本的に吸収極大波長で取るのが普通だからです。他で取ると、過去の知見を生かすことが出来ません。

Q吸収スペクトルによる色

KMnO4、メチルオレンジ、チモールフタレインを用いて透過率の実験を行いました。結果の整理として、この3物質の吸収される波長とその色、肉眼で見える色をまとめなければならないのですが、チモールフタレインの場合、340~400nmは吸光度が0.0462~0.06位になったので紫外線吸収のため無色透明、400~560nmはそれ以下の値になったため、光を吸収しないとみて無色透明と書きました。(判断の理由は、チモールフタレインの変色域が無色→赤のためです)メチルオレンジは340nmから吸光度が0.1となったので、紫外線吸収のため無色透明と書こうと思いましたが、メチルオレンジの変色域は黄→赤となるはずなので、おかしいなと思い、質問しにきました。0.1という、チモールフタレインの最大吸光度よりも大きな値になったのに、紫外線吸収で無色になるというのと、光が吸収されないので無色になるのと、何かどっちも違うみたいで、どう書いていいか分からず困っています。説明が下手ですみませんが、つまり私が聞きたいのは、メチルオレンジが透明となってよいのか(?)ということです。実際には~430nmまでの色はどうなるのか?ということです。メチルオレンジは黄→赤としかならないと学校で教わったため、無色透明になるというのがさっぱり…。無知ですみません。良かったら教えていただけるとうれしいです。

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Aベストアンサー

可視部の吸収スペクトルを測定してあるのなら、考えやすいです。吸収極大がどこにあるのか?と言うことが大事で、例えば400nm付近に吸収極大を持つレチナールという物質は、黄色く見えます。520nm付近に吸収極大を持つロドプシンは赤色、570nm付近に吸収極大を持つバクテリオロドプシンは紫色、600nmにシフトしたものは青色になります。なかなか、残りの色の混合を頭の中で混ぜ合わせるのは難しいので、実際体験して考える事が重要です。
 所で、メチルオレンジの吸収極大はどこにありましたか? 以前、学生実習でメチルオレンジのアルブミンへの吸着の実験をやった事がありますが、確か480-490nm近辺に吸収極大(ふたこぶだったかな?)があった記憶があります。つまり、青系の色を吸収して、赤、橙、黄色の波長の光の散乱が強く出て、全体として赤から橙系の色になったと理解していました。
 それぞれの物質の吸収スペクトルを眺めて、下記の考えてみてはどうですか?
http://www.ecosci.jp/comchem/o7_vis.html
に、吸収スペクトルと色の関係を考察したものがありますので、参考にしてはどうですか?

参考URL:http://contest2002.thinkquest.jp/tqj2002/50205/sence/supectrum.html

可視部の吸収スペクトルを測定してあるのなら、考えやすいです。吸収極大がどこにあるのか?と言うことが大事で、例えば400nm付近に吸収極大を持つレチナールという物質は、黄色く見えます。520nm付近に吸収極大を持つロドプシンは赤色、570nm付近に吸収極大を持つバクテリオロドプシンは紫色、600nmにシフトしたものは青色になります。なかなか、残りの色の混合を頭の中で混ぜ合わせるのは難しいので、実際体験して考える事が重要です。
 所で、メチルオレンジの吸収極大はどこにありましたか? 以前、学生実...続きを読む

Q分光光度計・吸光度とは?

ある液体の濃度測定をお願いしたところ、「分光光度計にて595nmにおける吸光度を測定する」と言われました。僕にはさっぱり意味が分からず、結果の数値を見ても人に説明できません。で、分光光度計とは?吸光度とは何でしょうか?何を測定したのでしょうか?まったくの無知なもので、よろしくお願いします。

Aベストアンサー

 分光光度計とは、光源から出た光を波長ごとに分ける部分(分光部)と、分けた光を試料に当てて光の弱くなる程度を測定する部分(光度計)からなります。
 試料に当てる光の強さをXとし、試料を通過した後の光の強さをYとすると、
 まず、透過率を求めます。透過率・・・T(%)=X/Y×100
 もっとも、普通に光度計で則って居する場合、純水などをいれた空セルで100%合わせをして、次にセル内を試料に入れ替えて測定するので、透過率は装置に表示され、計算する必要はありません。
 次に、この透過率から吸光度を求めます。
 吸光度=-log(T/100)
 なぜ吸光度を計算するかと言うと、溶液中の光を吸収する成分の濃度が吸光度と比例するからです。
 予め濃度の分かった標準試料を用いて、濃度と吸光度の関係を求めて「検量線」を作っておき、その他試料の吸光度を測定する事で濃度が求められます。

 測定する色調により波長は変わります。
 検量線作成に先立って、標準試料の場合の吸収スペクトル(広い波長範囲にわたり、波長と光の吸収度の関係をグラフ化したもの)を採り、測定上最適な波長を決めます。
 普通は、光の吸収の一番大きい波長を選びますが、その他条件も加味して決定する必要は有ります。
 595nmは可視光線のやや長目の波長です。

 なお、#2さんの提示されている「Lanbert-Beerの法則」(ランバート・ベールのほうそく)は基本的かつ重要で有名な法則です。

 P.S 吸光度の計算例
 透過率=85.3%だとすると、
 吸光度=-log(85.3/100)=0.069
 (昨今の分光光度計は吸光度も自動表示されるので、いちいち計算する必要は無いのですが、原理を知っている事は大切です)
 
 

 分光光度計とは、光源から出た光を波長ごとに分ける部分(分光部)と、分けた光を試料に当てて光の弱くなる程度を測定する部分(光度計)からなります。
 試料に当てる光の強さをXとし、試料を通過した後の光の強さをYとすると、
 まず、透過率を求めます。透過率・・・T(%)=X/Y×100
 もっとも、普通に光度計で則って居する場合、純水などをいれた空セルで100%合わせをして、次にセル内を試料に入れ替えて測定するので、透過率は装置に表示され、計算する必要はありません。
 次に、この...続きを読む

Q吸光度と透過率

 早速質問させていただきたいのですが、吸光度と透過率にはどのような関係があるのでしょうか?ランベルトベールの法則を利用すると言うのはわかるのですが、吸光度は透過度の逆対数であると理解しているのですが、どう関係しているか分かりません。教えてください。

Aベストアンサー

私も時々分らなくなることがあります。苦手のひとつですね。分光計で考える良いと思います。試料溶液と溶媒単独を同じ光源からのそれぞれ通過させ、溶媒単独と通過してきた光の強さ(光電管の電圧)I0 と試料溶液を通過してきた光の強さ(光電管の電圧)Iとして、縦軸に光学密度(吸光度とも称されます)log(I0/I)又は透過率(I/I0)、横軸に波長又は波数のチャートが得られます。それ故、吸光度は透過率の逆数の対数になりますね!

Q吸光度測定の波長設定

溶液の吸光度測定を行いたいが、設定波長がよく分かりません。溶液の色により設定波長が異なると思うのですが、間違っていませんか?また、色々な色の溶液があり、それぞれ吸光度測定を行いたいと思うのですが、色による設定波長を教え頂きたいと思います。よろしくお願いします。

Aベストアンサー

そりゃ無理ですね。
濃度測定に必要な情報はモル吸光係数、もしくは検量線が必要です。これが無いと濃度が測れませんよ。
また測定波長は文献、もしくは一度スペクトルを取って、その極大吸収波長を用いて測定するのが一般的です。
もちろん例外もあります。例えば溶剤や共存物質の妨害が考えられる場合です。その場合は自分で考慮してくださいね。

念のため…検量線の作り方。
測定したい物質の濃度既知の溶液をいくつか用意します。文献や実測によって極大吸収波長を設定します。次に各濃度における極大吸収波長における吸光度を測り、グラフ化します。これで検量線は完成です。その後、濃度未知の試料の吸光度を測り、検量線に対応させると濃度がわかります。検量線の範囲外に結果が出てしまった場合は、範囲内に収まるように再度検量線を作りなおします

モル吸光係数に関する文献が無い場合はこの方法でわかりますよ。

QUV測定の波長と色の関係について

UV測定の原理は、紫外線領域のエネルギー強度の光が分子内のπ電子を励起するために起こる、と文献にありましが、いまいち意味がわかりません。分子に光を当てると、その分子が吸収した波長の光が最大吸収となって現れるのでしょうか。例えば、その分子の見た目が黄色なら、黄色の光を反射しているから黄色に見え、UV測定を行ったときは、その分子が一番よく吸収する黄色と反対(補色)の色である紫の領域の波長にピークが表せるのでしょうか。

Aベストアンサー

No.1です。
皆さんもご回答されていますが、問題点を少し整理してみましょう。
(1)物質の色について
可視領域の波長を吸収する物質は、その吸収波長の色の補色に見えます。紫の領域を吸収する物質は、黄色に見えます。可視光領域に吸収を持たない物質は、無色又は白色です。可視光を皆吸収する場合は、黒色です。
(2)可視紫外領域の吸収について
ではなぜ可視紫外領域の光吸収が起こるのか。これは、物質を構成している原子や分子の、電子のエネルギー状態の遷移によって生じます。
各々の電子の状態によって、吸収するエネルギーが決まっており、様々な物質を調べれば、可視紫外領域のいろんな波長の吸収が見られます。例えば、半導体のGaAsのバンドギャップ吸収は約870nm、GaNは約370nmです。錯イオンのMnO4^2-は、250~500nmに吸収があります。不純物や格子欠陥での吸収もあります。
また同一物質でも、複数の吸収を持つ場合もあります。何種類かの電子が励起されれば、複数の吸収が生じますし、ある基底状態から、複数の励起状態に励起可能な場合には、複数の吸収ピークを持ちます。

(3)有機分子の吸収について
可視および紫外領域の吸収は、π電子のエネルギー状態の遷移に起因しているようです。π電子をもたない有機分子は、可視紫外領域に吸収を持たないみたいです。

質問者さんは、有機分子の光吸収について勉強されているのでしょうか。
物に色がついて見えるということ、その原因となっている光吸収という現象には、いくつか種類があるということを、理解して頂けたでしょうか。
有機分子の色素なども、その一例です。
長くなりましたが、如何でしょうか。下記に、多少の記載があります。ご参考まで。

参考URL:http://www.tagen.tohoku.ac.jp/labo/arima/lecture/spectroscopy/pi_electron.html

No.1です。
皆さんもご回答されていますが、問題点を少し整理してみましょう。
(1)物質の色について
可視領域の波長を吸収する物質は、その吸収波長の色の補色に見えます。紫の領域を吸収する物質は、黄色に見えます。可視光領域に吸収を持たない物質は、無色又は白色です。可視光を皆吸収する場合は、黒色です。
(2)可視紫外領域の吸収について
ではなぜ可視紫外領域の光吸収が起こるのか。これは、物質を構成している原子や分子の、電子のエネルギー状態の遷移によって生じます。
各々の電子の状態によっ...続きを読む

Q目に見える色が、吸収波長によって変化することについて

はじめまして

para-redは濃厚な溶液や固体では赤(黒)くみえる。しかしながら、希薄溶液(紫外吸収スペクトル測定時)では黄~オレンジ色に見える。この理由をスペクトルを元に説明せよ。

という問題なのですが…
黄色~オレンジ色に見えるのは、480nmの波長の光が吸収されて補色で、黄色~オレンジ色に見えるのかなと考えました。また赤く見えるのは、濃厚な溶液や固体では、物質がプリズムの役割としての光の吸収をしないから、、

と考えました。が、ぜんぜんわからないというのが本音です

よろしくお願いします

Aベストアンサー

No.1です。

> 吸光度が大きい溶液になると、反射光の量が少ないため、人間の目には見えにくくなる

概ね、その理解でよいと思います。
(細かいことをいうと、今回の場合は「反射光」ではなく「透過光」になりますが)

> 本当は黄色とかのはずなのに、反射光の量が少ないために認識できずに黒っぽく見えてしまう

こちらは、正確には「本当は黄色のはず」ではなく、「黄色の透過光が多いはず」、もしくは「黄色み
を持つはず」ということになります。
(青色光以外にも吸収を持つので、厳密には「黄色のはず」とはいえない、と)


少し例を挙げて補足してみます(かえってわかりにくいかもしれませんが(汗));

1)



|/\____
└──────→
  B  G  R

2)

|──────


└──────→
  B  G  R

上記「1)」のような、青色光(B)に極大吸収を持つ溶液があった場合、この溶液は
黄色に見えます。
一方、「2)」のような溶液があった場合(例えば墨汁など;これだと厳密には「溶液」
ではありませんが)は、可視光全域に均等に吸収を持つため、黒に見えます。


ここで、2)の液に1)の溶質を混ぜることを想像して下さい。
(希釈が入ると話がややこしくなるので、「溶液」ではなく「溶質」)

このとき、3)のように青色光の吸収が増加します。
(実際には、このような単純な足し算になるわけではなく、吸収極大のピークは
 遙かに小さくなるのですが・・・;吸光度は通常、対数をとった形で表すので)
ですが、肉眼で見る限りは、元の「2)」と同じようにしか見えないでしょう。

3)
↑/\____



└──────→
  B  G  R

この例のように、全領域の吸光度がある程度以上になると、それぞれの波長での
吸光度の差は、肉眼ではわかりにくくなります。
(黒画用紙にマジックで文字を書いた場合を想像してもらってもいいかもしれません)

No.1です。

> 吸光度が大きい溶液になると、反射光の量が少ないため、人間の目には見えにくくなる

概ね、その理解でよいと思います。
(細かいことをいうと、今回の場合は「反射光」ではなく「透過光」になりますが)

> 本当は黄色とかのはずなのに、反射光の量が少ないために認識できずに黒っぽく見えてしまう

こちらは、正確には「本当は黄色のはず」ではなく、「黄色の透過光が多いはず」、もしくは「黄色み
を持つはず」ということになります。
(青色光以外にも吸収を持つので、厳密には「黄色の...続きを読む

Q吸光光度法の検量線について

検量線を作成し、データーにばらつきが生じた場合はどのようにすべきなんでしょうか。無理やり線でつなぐのかなと思っているのですが・・回答をお願いします。

Aベストアンサー

 検量線を引くための標準液は、0を含めて、6点取っています。標準液を調製しやすいように、例えば、0、1、2、3、4、5 mg/mlなど。これを5点検量(0は、普通対照に利用するので)と称しています。4点の場合もあります。
 基本は、グラフを書いて、1点がヅレていたら、それは無視して検量線を引く。2点ズレテイタラ、こりはヒドイので、やり直す、と言うのが教科書です。

 正確にするために検量線を2連(2回)して、その平均を取る、というバカな教えをする教員もいますが(それなら、2連より10連、100連の方が正確、と毒づいています)。
 
 実験のテクニックが難しくて、全体がばらつく場合もあります。この場合は、5点ではなく、10点とか、測定する回数を増やしたりして、信頼性を高めるしかありません。検量線は、もちろんパソコンで引きます。また、サンプルの測定も、一回だけではなく、数回測定して、平均値を去る必要があります。

 化学反応は、バラツキマセン。しかし、生物のサンプルは、個体差があるので、最低3回は測定して、平均と標準偏差を示します。例えば、血糖値を測定するときに、血液中のグルコースの測定は、ばらつかないので1回で十分。しかし、A、B、Cサンそれぞれの値は異なるので、ヒトの血糖値となると、最低3人は測定しなければなりません。
 同じサンプルを測定して、値がばらつくのは単に腕が悪いだけです。学生だと5%程度、慣れると2%以内、分析のプロだと0.5%の誤差でもウルサク言います。
データがばらつく原因を考え、検量線とサンプルの測定回数を決めてください。

>無理やり線でつなぐのかなと思っているのですが
測定した点をつないだりしているのでしょうか。それはヤリマセン。昔は、測定した点の近くをなるべく通る直線(場合によっては曲線)を、慣れを頼りに引いていました。今ではパソコンがあるので、回帰式を出します。これが検量線になります。最近は、機器に検量線を自動的に描き、濃度まで計算しているのが、普通です。
 回帰式の相関係数が、0.98以上あれば信頼していますが、0.95だとやり直すかどうか迷います。

 検量線を引くための標準液は、0を含めて、6点取っています。標準液を調製しやすいように、例えば、0、1、2、3、4、5 mg/mlなど。これを5点検量(0は、普通対照に利用するので)と称しています。4点の場合もあります。
 基本は、グラフを書いて、1点がヅレていたら、それは無視して検量線を引く。2点ズレテイタラ、こりはヒドイので、やり直す、と言うのが教科書です。

 正確にするために検量線を2連(2回)して、その平均を取る、というバカな教えをする教員もいますが(それなら、2連より10連、10...続きを読む


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