可視光が380～780nmなのは何故？（長文です）

特に長波長側を780nm（場合によっては800nm）に定義する理由って何でしょうか？

　私は前職でプロジェクタの照明光学系の設計などをしていました。
　設計上、700nm（最大限がんばってみても720nm）より長波長は扱うことはほとんどなく、分光光度計のビームなどで見ようとしても、見えるのは690nmまでがいいところです。
　確かに短波長側も400nm以下になってくると非常に見にくいのですが、380nmとの差は20nm。個人差として飲み込むことに違和感はありません。
　実際に仕事仲間たち6名とどこまで見えるか試したことがあり、385nmや390nmが見える人もいましたが、705nmより長波長が見える人は誰一人としていませんでした。
　また、あくまでも個人的な主観ですが、虹を見たとき780nmまで可視光ならば、赤のゾーンはもっと広くてもいいかなぁとも思います。
　その上で、可視光長波長側を780nmまでとしている文献等に関してかなりの時間を割いて調べましたが、客観的な説明のあるものはありませんでした。
　短波長側の20nm程度と比べて、長波長側は80nm程度は明らかに差が開きすぎで、実際と異なるように感じます。

　私なりに想像してみたのですが、
　　・網膜の感度としては780nmまであるが大脳に伝わりきれない
　　・昔の人は780nmくらいまでは十分に見えた
　　・人種や民族によって見えたり見えなかったりする

如何でしょうか？

No.2 ベストアンサー 回答者： walkingdic 回答日時： 2006/06/21 15:41

>特に長波長側を780nm（場合によっては800nm）に定義する理由って何でしょうか？

そもそも可視光の範囲の明確な定義はないのではと思います。
強いて言うとＪＩＳＺ８１２０では短波長側は360nm～400nmで長波長側が760nm～830nmとなっています。

で、ご質問にある長波長側なのですが、私は７８０ｎｍは見えますよ。半導体レーサーとかチタンサファイアレーザーなので少々エネルギーは高いですけど。

ちなみに３６５ｎの高圧水銀の輝線もわずかながらですけど見えます。
まあこれも光は強いですけど。

問題は光強度どのようにそろえるのかなのですけど、単純に光強度を一定にすれば確かに赤外の方が乖離は多少大きいかもしれません。ただ同一光子数で比較したりすれば（なぜならば人間の目といえども光電変換ですから光子一個で電子一個生成ですからね）、赤外の方が光強度は２倍以上になるので、もう少し範囲は広がりそうですよね。

そもそも波長全体に強い光にすればかなりの範囲まで見えますから。。。。そういう問題ではないかと思います。

ただ詳しく調べたわけではありませんから光は専門だけど自信なしです。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。
まず「定義」とするとややこしくなりやすいですね。おっしゃるようにJISでの規格ということでご解釈下さい。

780nm見えますか・・・。そのような方は初めてです。
前述のように、私はプロジェクタがメインで、白色ランプでの経験しかありませんでした。
なるほど、レーザであれば概ね単波長で高エネルギですので認識し易いのでしょう。
光強度で考えるか、光子数で考えるか、によって見え方・感じ方が違うのは納得です。
幾何光学or波動光学の違いのようなものですね。（詳細ではなく大きな括りで光学という言葉として）
どちらにもカバーできるようにJISでは範囲を広めに取ったんでしょうかね？
それでその数字がある意味一人歩きしたような・・・　と言うのは言い過ぎですね。

お礼日時：2006/06/21 17:03

No.7 回答者： baihu 回答日時： 2006/06/26 03:44

> まぁ工業規格だからいいんでしょうかね・・・。

他の回答にあるように、近赤外線レーザなどは高い出力で可視化されます。見えるなら可視光線とするしかないわけで……、可視光線であり、かつ近赤外線ということは矛盾しないと思われます。

紫外線の方の広がりが小さいのは、ヒトが肉眼で観察する場合、角膜・水晶体などへの損傷の危険が関係していることと、同じ理由ですが角膜・水晶体自身が紫外線を吸収していることが原因ではないでしょうか。ヒトの目がセンサなので、規格に安全性が組み込まれることは妥当かと考えます。

誤差について触れられていますが、波長は対数的に捉えるものなので、短波長側と長波長側では誤差に違いがあることと、ヒトの視感度上の違いは非線形で、より差が生じてしまうことを、上の背景と併せ含みおいた方がよいように思います。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。


質問もだいぶんもぐってきたので、この辺でしめたいと思います。
ご回答いただいた皆様、誠にありがとうございます。

お礼日時：2006/06/28 16:06

No.6 回答者： beeba 回答日時： 2006/06/21 23:42

視感度が関係するかと。

視感度は波長に関する目の感度です。
緑が一般的に視感度が高いです。
参考文献を見ると、明順応した時と暗順応した時とで、分布が変わるようです。私もはじめて知りました。

参考URL：http://www.geocities.jp/hiroyuki0620785/lamp/pot …

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。

　はい、そのあたりは在職中私も含めてアマチュア天文家が多く、北アメリカ星雲など赤い散光星雲は（写真では綺麗に写るけれど）目視しにくい経験などで、十分承知しておりました。
　その上で#1での返答のように、明るいところでも見えるか確認しましたが、劇的に違うことはありませんでした。
　視感度効率曲線も700nm以上では大きな差はないので、実際に見た様子と合致するようです。

お礼日時：2006/06/22 11:17

No.5 回答者： walkingdic 回答日時： 2006/06/21 18:43

>そこまで行くと一般性はかなり薄れますよね？

使う目的によりますね。
レーザー光による演出をするのであれば（結構イベントなどでもありますよね）、関係するし、あとレーザーの安全性でも可視なのかどうかが重要ですから。（見える光の場合には人間のまぶたが閉じる反射反応による防御があるので比較的安全性が高い方に行きます）

この回答へのお礼

またまたご回答ありがとうございます。

なるほどなるほど。ランプのようにそのへんにゴロゴロってわけには行かないでしょうけれど、応用性はかなりありそうですね。

お礼日時：2006/06/22 11:16

No.4 回答者： walkingdic 回答日時： 2006/06/21 17:44

>780nm見えますか・・・。

そのような方は初めてです。
はい（笑）。

実は一時期チタンサファイアレーザー（７５０ｎｍ～８５０ｎｍ付近で発振する波長可変レーザ）の自作と調整をしていたこともあるので、結構広い範囲が人間は見えるんだなあと感心したことがあります。
ちなみに発振するまでは見えないんですよ。赤外線ビュワー片手で蛍光をみてアライメントを合わせていき、発振すると発振スポットが肉眼でも見えるようになります。

この時どこまで見えるか試したことがあったのですけど、、、、正確な数字は忘れました。

太陽光線とかランプとかだと特定波長における光子数はかなり少ないのに対してレーザーはべらぼうに多いので、そういう違いがかなり影響しているのでしょう。

この回答へのお礼

再度のご回答ありがとうございます。

そこまで行くと一般性はかなり薄れますよね？
極限まで条件をつめないと見えない光（≒ 理論上でしか見えない光）を、可視光としていいのか。
まぁ工業規格だからいいんでしょうかね・・・。

貴重な体験談ありがとうございます。

お礼日時：2006/06/21 18:25

No.3 回答者： mojitto 回答日時： 2006/06/21 15:59

他所で拾ってきたデータには

紫色　400～440nm
青色　440～500nm
緑色　500～575nm
黄色　575～595nm
橙色　595～640nm
赤色　640～700nm
と書いてありました。
実際、700nm以上を視認するのは難しいのかもしれませんね。

さて、光ですが短波長の光は高エネルギー、長波長の光は低エネルギーですよね？
そして、低エネルギーの光になるほど、波長の領域は広くなります。
例えば…
Ｘ線の波長領域は1pm～10nm(およそ10nm)
遠赤外線の波長領域は2μm～1mm(およそ1mm)
Ｘ線では数nmの違いは大変大きいですが、遠赤外線の数nmは誤差程度です。
つまり長波長側のほうが誤差が大きくても構わないということです。
かなりいい加減な回答ですいません

また皆様がおっしゃられているように、エネルギー不足かもしれませんね

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。

おっしゃるように、JISなどでは760nmや830nmまでとなっている一方、680nmや700nmまでの文献・資料なども多く見ます。
しかし、単純な長さの単位で、桁も揃っているのに、誤差5%以下と10%以上を同様に扱っていいんでしょうか？
私には扱えません。

お礼日時：2006/06/21 17:35

No.1 回答者： silverbear 回答日時： 2006/06/21 15:33

ちょっとインターネットで調べただけなので質問者様よりもも知識が少なくて回答できないのですが、ちょっと思いついたことを書いてみます。

１、パワーが足りない
楽勝で見える赤とかだとしてもパワーが無ければ見えないですよね。７００ｎｍ以上の波長を見るためにはもっとパワーが必要だったんじゃないでしょうか？

２、暗順応による時間が足りなかった（もしくは無かった）

３、明るいところで見ていた

４、そもそもその機械がその波長を出せてなかった

５、測定方法が間違っていた
例えばランプから赤い光が出ているとして、それを測定する方法として「直接ランプを見る」方法と「白い紙に当ててから見る」方法がありますよね。７８０ｎｍの限界まで見るためにはこの辺に何かコツがあるとか？

ただ、なんか７８０ｎｍあたりは赤紫に見えると書いてるページもあるので見えないことはないんじゃないかなぁ？と思いました。

人種によってと言うよりは、目の色で結構違うみたいですよね。虹を見るときに日本人は黒だからほぼ全部の色が見えるけど、外国人は３～４色しか見えないとか聞いたことがあります。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。

周囲の明るさや順応や確認方法に関しては、
・暗室であったり、なかったり、
・暗くしてから2分後であったり、2時間後であったり、
・ランプを直視したり、白紙に反射させたり、銀蒸着ミラーに反射させたり、
などなどいろいろな状況を試しましたが、劇的に違いはありませんでした。
　また、タングステンランプやメタルハライドランプなどを光源にして、コールドミラーやR透過のダイクロミラーで680nm以下をカットさせたりしているので、700nm以上が出ていないことは非常に考えにくいです。
　おそらく、光量不足・エネルギ不足かなと感じます。

お礼日時：2006/06/21 16:22