舌っ足らずな質問で失礼しました。意図したことが伝わらなかったようです。
 3原色の各色というのは、例えばRedは650nmで、Greenは600nmで、Blueは450nmというように(数値はまったくでたらめです)、単一波長なのかということです(ナトリウムランプとか、レーザー光のような)。たったそれだけの質問だったんですけど。すみません、詳細な解説をいただきまして。
 なぜこのような疑問を持ったかというと、色の混合を純粋に異波長同士の混合としてとらえた場合、どうなのかなと思ったものですから。
 例えば、単一波長の赤(650nmとします)と単一波長の青(450nmとします)を混ぜると、なぜさらに波長の短い紫(400nmとします)になるのかな・・・と。
 考え方が根本的に間違ってるのかも。

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A 回答 (8件)

かなり前のご質問ですが、まだ締め切っていらっしゃらないので書きます。


私も(おそらく)monmonさんとまったく同じ疑問を持ってまして、先ごろ
以下のサイトに行き当たり、ほぼ解決しました。ご案内します。

私の疑問は次のようなものでした。
・光の色は波長(と強さ)だけど、合成した光の色が別の色に見えるのはなぜ?
 (調和平均とかになるのか?)
・もしそうならなんで赤紫なんて色が見えるのだ?

私の理解では、こんな風に解決しました。
・合成波をそのまま見ていると考えたところが間違い。
・ヒトの視細胞はたまたまある特定の波長近辺に反応するようにできていて、
 その反応するレンジ幅に重複がある。
こんな単純なことでした。(^^;;;

お役に立てば幸いです。

参考URL:http://dog.intcul.tohoku.ac.jp/hobby/furu-color/ …
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何度も出てきて申し訳ありません。

詳しいメカニズムは分かりませんが、カメラが、心理現象の入る余地がないものか、というと、完全にそうとは言い切れないでしょう。カメラは、人間の目に仮定されるメカニズムを応用したもので、人間の目にとって色彩が現れるような仕方で記録をする道具です。
ですから、或る風景と、写真が同一の色彩であると認識できるのは、人間の目と同じメカニズムを持った動物だけです。他の動物が写真を見ると、わけのわからん砂模様にしか見えない可能性もあると思います。

それと、目の細胞については、本当に各々の色を識別する細胞が決まっているのかについては、反論というか、説明できない事態もあります。網膜の色を識別する錐体を損傷した人の場合、なぜか、明るさを識別する部位であるはずの桿体が、代替機能を持つということが確認されたりしているため、全体的な関係性に依存するというゲシュタルト的な考え方もあります。(ややこしくして、すみません)

さらに、なぜ、ヤングの三原色説が、特に優れているかというと、単純に、RGBのそれぞれに対応する細胞が、デジタル的なONとOFFによるものではないからです(それでは組み合わせが異様に少ないですよね)。完全に一定の波長と同調しなくても、程度によって、さまざまな、同調ぐあいがありうるという点が優れているため、多くの色彩が再現可能なのです。

この回答への補足

 私のつたない質問に何度も真摯にお答えいただき、本当にありがとうございます。また、nag3さん他のみなさんにもこの場を借りて感謝いたします。
 ますますこんがらがってきて、自分でも一体何が知りたいのか整理がつかなくなってきました。お教えいただいたHPや参考書などでもう少し自分なりに勉強してみたいと思います。また出直します。

 で、最後っ屁の疑問。
 太陽光をプリズムに通すと、いわゆる虹色に分光されますが、分光されたうちの一つの色をさらにプリズムに通しても、もはや分かれないというようなことを、何十年か前の中学だか、高校だかで習ったように記憶してます。では2回のプリズムを通して、もはや「分かれなくなった色」を写真に撮った場合でも(フィルムカメラでもデジカメでもよい)、やっぱり3原色に分解されるのでしょうか。
 その色が3原色のうちのどれか1色だったら問題はないでしょうが、3原色以外の色だったら(例えば紫。別にこの色が好きというわけではなく、最初からの行きがかり上)、この色を再現するには3原色に分解されなければなりませんよね。プリズムでもう分解できなかったはずの色が、フィルムやCCDでは分解できる?・・
何とも不思議です。

 以上、悶々、問々、monmon   でした。

補足日時:2000/06/14 07:14
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  う~ん・・・。

何をどう答えたらいいのかな? 益々分からなくなってしまいました
新しい学説でしょうか、設問が難しくて、多岐に跨っているので、一つ一つ順序よく
紐どいてみましょう。答えそのものは他の方が専門的に尚克つ分かりやすく提示してしてありますのでお判りのことと思います。
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違う波長の光を2つ混ぜても、別の波長の光になるわけではありません。


人の目への刺激として、別の波長の光を見たのと同様の刺激になるだけなのです。
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はいはい。

またも私です。残念ながら、カメラのメカニズムについて知識はないのです。
すみません。
しかし、三原色に対応した3層のフィルムを使って、白の場合には、3層全てが反応する、緑の場合は、緑の層の薬品だけが反応して、他の2層の薬品は反応しない。などとして、いるのかな?と推測しています(自信なし)。この辺で、面白いHPを見つけておいたので、ご参照ください。ここに出ている参考図書を、読んでみるのもいいかもしれません。
なお、カラー写真を発明したのは、マックスウェルです。

参考URL:http://www.sfc.keio.ac.jp/~t99406ys/media/media. …
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再再再登場nag3です。

たとえば、CCDですがRGB各色しか通さないフィルターを付けた物を3個用いて色分解しているのがいわゆるカラーCCDです。なのでやはり、紫はその各フィルターを透過した光のレベルの組み合わせです。本当の紫の波長は写りません。なぜか、写しても人間には見えないからです。もし写真に写っても見えません。紫の写真を最大に拡大するとシアン・マゼンタ・イエローの点々が並んでいるでけです。
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再再登場nag3です。

単一波長の紫は人間の目では見えないと思います。余談ですが、たとえばWINDOWSの画面のプロバティーの中のデザインでたとえばタイトルバーの色を変更するのにその他を選ぶと左からレッド・イエロー・グリーン・シアン・ブルーの後ご指摘の紫その後ピンク・オレンジと続きますが、右下にそれぞれの色に対応したRGBの各値が出ますよね。その時カーソルを紫の所に持って行くと、画面上ではたしかに紫なのですが、RGBの値をみればその割合で紫に見えているにすぎず、実際はRGB各色を別々に認識して頭で組み立てて紫と認識していることが解るとおもいます。要は色を混ぜるということは、Rを反射するものとGを反射するものを混ぜた結果シアンと認識しているというようなだけで、識別細胞はやはりRとGしか認識していないのです。この認識出来るRGB各色は単一波長です。追記になりますが、波長が短くなれば、数値は上がります。
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「色の混合を純粋に異波長同士の混合として」は、決してとらえられないからです。


赤+青=紫というのは、足すたびに輝度が減少する、減法混色といって、カラーテレビに使われている加法混色とは別のものです。加法混色の場合、人間の網膜の、全く同じ部分に、複数の色光が入射されるため、刺激が増し、明るい色になると考えられます。
しかし、カラーテレビの場合、各点ごとに、違う波長が得られます(緑と青と赤の波長が点ごとに得られるだけです)。しかし、人間には、識別できないほどの細かさであるため、知覚現象としては、波長とは関係のない「色」というものが生じます。物理現象としての波長と、心理現象としての色は、全く別物になります。

この回答への補足

つまり、単一波長の「純粋紫」と{赤+青}の「ニセ紫」は心理現象で同一に「見えてる」ということなのでしょうか。
話は飛んで、では逆はどうなんでしょうか。つまり、「純粋紫」を写真に撮ることを考えます。カラーフィルムなり、CCDに露光された単一波長の「純粋紫(400nmとします)」は、RGBだかCMYだかに分解されてその後、合成されて「ニセ紫」に再現されることになるのでしょうか。とすれば、400nmの波が別のもっと長い波長の波(原色)に、「自動的」に分解されるというのがどうしても理解できません。
「純粋紫」と「ニセ紫」が心理現象で同一だとしても、「純粋紫」→「ニセ紫」に移る過程には人間の心理現象は関与しておらず、あくまでも物理的過程だと思うのです。

補足日時:2000/06/13 23:29
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Q光速度を求める実験について 波長×周波数=速度 の式を用いて…。

光速度を求めるために、波長×周波数=速度の式を使って実験しようと思っていたのですが、周波数を求める実験方法が分かりません。
波長はヤングの干渉実験を用いて実験しています。
(波長の実験は、計算すると波長が15μmになってしまい光の波長にしては大きすぎると思うんです。こちらの実験も何か注意すべき事等教えて下さい!ちなみに、この実験ではレーザーポインターを光源としました。)

周波数を求める実験方法(機械などは使わないでできたら嬉しいです。)と、ヤングの干渉実験についての注意点など、教えて下さい!

Aベストアンサー

現代の定義では、光が1秒間に進む距離は299792458mに確定されているので、1秒を正確に測り、1秒間に振動する回数を正確に測れれば、周波数が決まり、その結果波長が決まります。ただ、それはあとづけで、光速度一定が定義になる前には、波長と周波数の両方を確定する作業が必要なわけで、たとえば、基本的な干渉実験でやりたい!という事になるわけですネ!?

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を満たすところで干渉の明点が現れる・・でしたね。これでλを20倍以上間違える可能性があるとすると・・・

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こうゆ~時は、Mは確定させずに、差分 ΔM/Δx=D/(Lλ)  と微分形式で変化率を考えて
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さて、周波数はどう測りましょ?
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波長を測るのと、周波数を測るのは、似ているようで、実は大きくちがいます。周波数は、15乗の周波数でも、1秒かければ1Hzの分解能で測れますが、波長を15ケタの分解能で測るのは難しいですね。ですから、光の速度を定義で決めてしまい、時間を測れば波長は無視できるようにしてしまうわけです。

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Q波長600nmで発光ダイオードを制作

波長600nmで光る発光ダイオードを製作したい。半導体のバンドギャップは何eVにしたらよいか。

という問題で、


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LEDが光るしくみ (4)
http://optica.cocolog-nifty.com/blog/2011/05/4-8467.html

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参考URL:http://optica.cocolog-nifty.com/

Q周波数差Δωを波長差Δλに変換する式

レーザーの線幅などは、よく周波数差Δωで表されていますが、
これを波長差Δλに変換するにはどう計算すればよいのでしょうか?

単純に考えると、ω1=c/λ1、ω2=c/λ2(ω1>ω2)として
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となり、λ1とλ2が分からなければΔλが計算できないというおかしな結果になってしまいます。

とてつもなく無知な質問をしているかもしれませんが、
ご教授お願いします。

Aベストアンサー

Δω だけしか分からないときはΔλ は求められません。
ω0 ≡ ( ω1 + ω2 )/2 と定義したとき、Δω << ω0 ならば、Δλ ≒ c*( Δω/ω0 ) となります。
つまり、Δω から Δλ を計算するには、ω0 が分かっている必要があります。

ω0 ≡ ( ω1 + ω2 )/2 、Δω ≡ ω1 - ω2 と定義すれば、
   ω1 = ω0 + Δω/2、ω2 = ω0 - Δω/2
が成り立ちます。なぜなら、この定義から
   ω1 - ω2 = ( ω0 + Δω/2 ) - ( ω0 - Δω/2 ) = Δω
   ( ω1 + ω2 )/2 = ω0
となるからです。

したがって、λ1 = c/ω1、λ2 = c/ω2 なので
   Δλ ≡ λ2 - λ1
       = c/ω2 - c/ω1
       = c*( 1/ω2 - 1/ω1 )
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       = c*( Δω/ω0 )/[ 1 - { Δω/( 2*ω0 ) }^2 ]
となります。 Δω << ω0 ならば、 1 - { Δω/( 2*ω0 ) }^2 ≒ 1 なので
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つまり、Δω から Δλ を計算するには、ω0 が分かっている必要があります。

ω0 ≡ ( ω1 + ω2 )/2 、Δω ≡ ω1 - ω2 と定義すれば、
   ω1 = ω0 + Δω/2、ω2 = ω0 - Δω/2
が成り立ちます。なぜなら、この定義から
   ω1 - ω2 = ( ω0 + Δω/2 ) - ( ω0 - Δω/2 ) = Δω
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したがって、λ1 = c/ω1、λ2 = c/ω2 なので
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Q色の三原色と光の三原色の対応関係は?

色の三原色は光の三原色に、光の三原色は色の三原色に変換表示することができるのでしょうか。

シンフォニーブルー(C95M40Y0)という色を、デジタル上で使いたいと思い質問させていただきました。

Aベストアンサー

 色の三原色は全部混ざると黒?
 光の三原色は全部混ざると白?
 ってことは、その色の三原色のパーセンテージを調べて、反転すればいいんですかね?
 とりあえずたくさんの青を公開している方がいらっしゃったので、、、
 

参考URL:http://www.geocities.jp/pide505/ao.htm

Q屈折率と波長と周波数の関係について

はじめまして。
ちょっと困っているので助けてください。

屈折率は入射光の波長に依存しますよね?
一般的な傾向として、波長が長くなると
屈折率は小さくなりますよね?
それで、このことを式で説明しようとしたんですが、

屈折率は真空の光速と媒質中の光速の比なので、
n=c/v
媒質中の光の速度、位相速度は
v=fλ
で、周波数と波長に依存します。

ところが!波長と周波数は逆数の関係なので、
この二つの式を使ってしまうと
屈折率が波長に依存しないことになってしまうのです・・・。
どうかこのあたりの説明をおしえてくださいませんか。
よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

ekisyouさん、改めまして初めまして。
ご指摘のようにfとνは全く同じものです。同じ物理量に異なる文字を使ってしまったのは私のミスです、申し訳ありませんでした。また「振動数」「周波数」の二つの言い方を用いましたがこれもどちらでも同じことです。ekisyouさんのこれまでのお考えで正しいです。

前回の回答をもう一度正しく書くと
--------
n=c/v
が屈折率の定義そのものである。真空中の光速cは不変であるからnが波長(または周波数)依存性を持つとしたら媒質中の光速vが周波数依存性を持つことになる。従ってこの式は周波数をfとして
n=c/v(f)
と表すべきものである。
二番目の式
v(f)=fλ
で、vに周波数依存性があることを考えるとfとλは厳密な反比例な関係でない。
--------
となります。大変失礼を致しました。

なお上記の式だけからでは「赤い光の方が紫の光より屈折率が小さくなる理由」は絶対に出てきません。
その理由を説明するためにはどうしても電場中での媒質の分極を考える必要があります。屈折の原因は既にご承知とのことですので、あとはその部分の理解を深めて頂くのみです。
(1)光が媒質中を通過する場合、周囲の媒質を分極させながら進む。
(2)可視光線の範囲であれば、周波数が高くなるほど分極の影響により光は進みにくくなる。
(3)(2)により光の速度が落ちる、ということは即ち屈折率が上がる、ということである。

(2)ですが、共振現象とのアナロジーで考えれば分かりやすいと思います。いまある物体を天井からひもで釣るし、それにさらに紐を付けて手で揺らすこととします。(A)ごくゆっくり揺らす場合は手にはほとんど力はかけなくて済みます。(B )ところが揺らす周期を短くするとだんだんと力が要るようになります。(C)さらに周期を短くして共振周波数に達すると急に力は要らなくなります。(D)そしてさらに揺らす周期を短くしようとすると、あたかもその錘に引張られるような感覚を受けます。(E)そしてさらにずっと周期を短くすると、錘はまったく動かずに錘と手を結んでいる紐だけが振動するようになります。
可視光線はちょうどこの中で(B)の領域になります。すなわち周波数を高くすると、それにつれて周囲の分極があたかも「粘り着く」ようになり、そのために媒質中の光の速度が落ちるのです。(もっとも、「粘り着く」なんて学問的な表現じゃないですね。レポートや論文でこんな表現をしたら怒られそう・・・)

こんな説明でよろしいでしょうか。

参考となりそうなページ:

「光の分散と光学定数の測定」
http://exciton.phys.s.u-tokyo.ac.jp/hikari/section2.htm
同、講義ノート(pdfでダウンロード)
http://exciton.phys.s.u-tokyo.ac.jp/kouginote/opt2k.html

"Kiki's Science Message Board" この中の質問[270]
http://www.hyper-net.ne.jp/bbs/mbspro/pt.cgi?room=janeway

過去の議論例(既にご覧になっているかと思いますが)
http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=140630

ekisyouさん、改めまして初めまして。
ご指摘のようにfとνは全く同じものです。同じ物理量に異なる文字を使ってしまったのは私のミスです、申し訳ありませんでした。また「振動数」「周波数」の二つの言い方を用いましたがこれもどちらでも同じことです。ekisyouさんのこれまでのお考えで正しいです。

前回の回答をもう一度正しく書くと
--------
n=c/v
が屈折率の定義そのものである。真空中の光速cは不変であるからnが波長(または周波数)依存性を持つとしたら媒質中の光速vが周波数依存性を持つことにな...続きを読む

Q色の三原色と光の三原色

それぞれ、赤青黄、赤緑青、ですよね。素朴な疑問ですが、これはなぜこのようになっているのでしょうか。

Aベストアンサー

三原色とは一言でいえば、色をつくるときの元になる三つの色のことです。光固有の色には光のスペクトルにみられるように、少なくとも紫、青、緑、黄、橙、赤の6色がありますが、人工的に色をつくるには3色あればあらゆる(ほとんどの)色をつくりだせるというのが三原色です。

三原色は2種類あります。“光の三原色”の青紫(略号B)と緑(G)と赤(R)の3種の組み合わせと“色の三原色”のイエロー(Y)とマゼンダ(M)とシアン(C)の3つの組み合わせです。

なぜ二通りの三原色があるかというと、色を混ぜ合わせる方法が二通りあるからです。つまり「加色法」と「減色法」であり、「加色法」で色をつくるときは“光の三原色”のBGRの色光が、「減色法」で色をつくるときは“色の三原色”のYMCの色材が用いられます。つまり、三原色といっても前者は光であり、後者は色材なのです。したがって、“光の三原色”は青紫色光(B光)、緑色光(G光)、赤色光(R光)と呼ぶのが正しいといえます。

というようなことが検索するといろいろ出てきます(例:参考URL)。

参考URL:http://www.mmjp.or.jp/rwicp/data302.html

三原色とは一言でいえば、色をつくるときの元になる三つの色のことです。光固有の色には光のスペクトルにみられるように、少なくとも紫、青、緑、黄、橙、赤の6色がありますが、人工的に色をつくるには3色あればあらゆる(ほとんどの)色をつくりだせるというのが三原色です。

三原色は2種類あります。“光の三原色”の青紫(略号B)と緑(G)と赤(R)の3種の組み合わせと“色の三原色”のイエロー(Y)とマゼンダ(M)とシアン(C)の3つの組み合わせです。

なぜ二通りの三原色があるかというと、...続きを読む

Q波長は変わるが周波数は変わらない…だと?

波は屈折したあと、波長は変わるけど周波数は変わらない。音波も、気温が下がると波長は短くなるけど周波数は変わらない。
1、なぜでしょうか??2、周波数は変わるけど波長は同じ場合はないのでしょうか?
救いの手をよろしくお願いします。

Aベストアンサー

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Q光の三原色と色の三原色について

光の場合、赤色の波長のみが反射して人間の目に映るので、赤く見えると思うのですが、絵の具の赤色もその反射で赤く見えるのならば、絵の具の場合のような、色の三原色である赤・黄・青の三色を混ぜると黒くなってしまうのに、光の三原色である赤・緑・青色を混ぜると白くなって見えるのはおかしく思うのですが。
絵の具の赤色と光の赤色とは違うと思わなければならないのでしょうか。

Aベストアンサー

例えば絵の具の赤色というのは「白色光下で見た場合に赤色に見える」
ものです。青い光しかないところで見ると赤色には見えません。
つまり、絵の具の色とは「光の色成分のうち、特定の色成分だけを
反射する」ことで実現しています。しかし光の赤色というのは、
光の赤成分そのものを指しますので、光の赤色と絵の具の赤色は違う
と思います。

さて、黒色についてですが、これは光の色成分によって実現される
ものではなく、明度によって実現されます。

絵の具の赤色の場合、赤色成分を反射しますが他の色成分は吸収し
たり拡散したりしています。青や黄もその色成分以外は吸収、拡散
しています。つまり、反射するものよりも吸収、拡散してしまう成分
の方が全然多いわけです。
したがって、絵の具の原色を全て混ぜると、確かに全成分を反射して
いるのですが、吸収、拡散されている成分の方が多いために明度が
うんと暗くなってしまい、黒色(厳密には黒ではなく、暗い灰色程度)
になってしまうのです。

・・・って、長い説明のわりにわかりづらかったですね。すみません。

例えば絵の具の赤色というのは「白色光下で見た場合に赤色に見える」
ものです。青い光しかないところで見ると赤色には見えません。
つまり、絵の具の色とは「光の色成分のうち、特定の色成分だけを
反射する」ことで実現しています。しかし光の赤色というのは、
光の赤成分そのものを指しますので、光の赤色と絵の具の赤色は違う
と思います。

さて、黒色についてですが、これは光の色成分によって実現される
ものではなく、明度によって実現されます。

絵の具の赤色の場合、赤色成分を反射しますが...続きを読む

Q周波数と波長の定義

周波数(f)と波長(l)の積は光速(c)になるわけですが、これが媒質中の場合はどのようになるのでしょうか?
つまり屈折率がnとすると媒質中の光速はncになるわけですが、これは周波数がn倍になったのか、それとも波長がn倍になったのかどちらなのでしょうか?

Aベストアンサー

参考資料を探してきました。
http://www15.wind.ne.jp/~Glauben_leben/Buturi/Hadou/Hadoubase6.htm
15-1反射・屈折の下の方、質問1とその回答をご覧になってください。

参考URL:http://www15.wind.ne.jp/~Glauben_leben/Buturi/Hadou/Hadoubase6.htm

Q自由研究について(色の三原色&光の三原色)

こんにちは。今、夏休みの宿題に科学研究(自由研究)が出ていて、悩まされています。
色々考えた末、課題は「色の三原色」について調べようと思っているのですが・・何をしようとかは決まっていません。
結構学校側も厳しくて、実験はもちろん数量化してまとめなさいとの事です。(普通かな?)
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何か色の三原色について(光の三原色についても何か有りましたら)良い実験方法などがありましたら教えてください。ちなみに自分は中3です。
少しの情報でも何でもいいので・・・。宜しくお願いします。
分かりにくい文ですいません。

Aベストアンサー

中学3年生で、一度でも電子回路を扱ったことのある人ならLEDの使用はなんとかできるかもしれません。

LEDは特定の波長を出す半導体部品で、簡単に言ってしまえば、電球や蛍光灯、太陽などの光は赤とか青とか色々な光が混ざり合うことで白っぽい光になっています(光の三原色)が、LEDは青なら青!というように、特定の色しか出さないという性質があり、光の三原色などの実験には適しています。

LEDは価格的には1本数円~数百円ですが、
こういった実験には高輝度LEDとか、超高輝度LEDとかいって販売されたものがいいと思います。
秋葉原か、通販がいいと思います。

実際の実験としては色を実際に混ぜて比率をかえてみるとかでしょうかね。ここはアイディアしだいですね。

ただし、LEDは豆電球と違ってただ電池をつないだだけでは光りません。というか光ることは光るのですが、許容できる電圧のはばがかなり狭く、電流による何らかの制御が必要になってきます。ちょっと電圧をこえちゃったらすぐに切れてしまうし、下回るとうんともすんともいいません。そのため、適正電圧より高い電源を用意し、それを抵抗などを使って、20mA以下の電流が流れるような回路を作らなければいけません。この計算は中学校のオームの法則で求められます。ただし、この実験にはLEDや抵抗の他にやはりテスターが必要です

もし、がんばって回路を組みたいというのなら協力しますが、難しいと思うのならLEDの利用はあきらめた方がいいと思います。もちろん他にも様々な実験があると思うので探してみて下さい。

中学3年生で、一度でも電子回路を扱ったことのある人ならLEDの使用はなんとかできるかもしれません。

LEDは特定の波長を出す半導体部品で、簡単に言ってしまえば、電球や蛍光灯、太陽などの光は赤とか青とか色々な光が混ざり合うことで白っぽい光になっています(光の三原色)が、LEDは青なら青!というように、特定の色しか出さないという性質があり、光の三原色などの実験には適しています。

LEDは価格的には1本数円~数百円ですが、
こういった実験には高輝度LEDとか、超高輝度LEDとかいって販売された...続きを読む


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