赤・青の色水の上昇水温

Question

私は自由研究で色水を作って日向と日陰におき、上昇水温の違いについて調べました。
やった色は黒・赤・青・透明です。黒が一番光を吸収しやすいというのと、透明は白と同様光を反射するという事は分かりました。
ですが、赤と青がどうして透明と違い水温が上がるのか分かりません。
考察できずに迷っています。赤は○○だから○○になるというような感じで考察を助けていただきたいです。

赤の方が青より上昇しました。
これも何故なのでしょうか？分かる方いたら教えてください＞＜

rukuku · Accepted Answer

こんばんは

まず、日光の中で水温上昇に大きく影響しているのは「可視光」だと言うことを理解してください。
温度上昇というと「赤外線」を思い浮かべるかもしれませんが、「可視光」も水やその他のモノを温める能力があります。
そして、地上に降り注ぐ太陽光のなかで一番強いのが「可視光」です。
したがって、可視光をどれだけ吸収するかが、温まり方を左右します。

無色透明（または白）の場合、可視光を吸収しませんので、可視光によって温まることはありません。

黒の場合、あらゆる波長の可視光を吸収しますので、一番温まりやすくなります。

赤や青は一部の可視光を吸収する（残りは透過または反射）ので、黒と無色透明の中間の温まり方になります（ただ、赤と青の温まり方の違いは色合いや濃さによって変わりますので、一概には言えません）。

まとめますと
１．日光で温めた場合、温まり方は可視光をどれだけ吸収かによります。
２．黒はすべての可視光を吸収し、無色透明はすべての可視光を透過または反射します。
　　赤や青はその中間で、一部の可視光を吸収し、残りは透過または反射します。

参考：
無色透明であっても、実際にはわずかながら可視光を吸収します。
また、黒であっても、一部の可視光を反射・透過します。
どちらも０とか１００％ではありません。

Saturn5 · Answer

重要なことは光のエネルギーの何％を吸収するかということです。

＞透明は白と同様光を反射するという事は分かりました
これは間違っています。透明は光をほぼ１００％通過させるのです。
ですから温度上昇はほとんどありません。
逆に黒は光をほとんど吸収します。ですから温度上昇が
大きくなります。

色水に対する光の吸収の話は簡単ではないのですが、単純化して
説明します。
人間が関知できる光はＲＧＢ（赤・緑・青）です。
赤い水は赤い光を通過させ、緑と青を吸収します。
青い水は青い光を通過させ、赤と緑を吸収します。
以下のＵＲＬを見てもらえばわかりますが、太陽光線のエネルギーは
赤・緑・青というように単純に割り切れるものでなく連続しています。
そして、赤よりも緑から青の方がやや多いのです。
また、同じ強さの光では青色（波長が短い）の方がエネルギーが
大きいのです。ですから、赤色水の温度上昇がやや大きくなるのでしょう。

http://www.the-clear.co.jp/intro.html

ORUKA1951 · Answer

誤解されないように、色による違いはその実験では定量的に判断できません。実際に行うと青が青の温度が上昇したり、様々です。
　この実験で大事なことは、エネルギーには様々な形態があり、互いに変化しうることと、光もそのひとつの形態であることです。

光が物体を通過したときに、散乱や吸収をされます。散乱される場合も波長が変わる場合もあります。光はすべての波と同じく波長が短いほうがエネルギーが大きいです。よって青い光が赤い光になって出て行っただけでも、そのエネルギーは何かに変わっているはずですね。
　また、物質自体を変化させてしまうこともあります。(物質がよりこうエネルギーのものに変わる、さらに変わったものが分解して(熱を発生して)他の物質に分解される）
　光自体もエネルギーの一形態ですから、コップの水を通過するときに、通過前と、通過や散乱・反射の出て行くものを合計すると、失われた分だけ水かコップに吸収されています。ガラスは「赤外線をとてもよく吸収する」ので「ガラスを暖める」・・・吸収する＝暖められる。

色水でなくても、汚泥だろうがプランクトンだろうが、(入ったエネルギー)－(出て行ったエネルギー)＝吸収されたエネルギーになります。

＞赤の方が青より上昇しました。
　波長とかは、ここでは解りません。それぞれの波長のエネルギーがどの程度だったか、どの程度吸収されたかがわかりませんのでね。
　水はご存知のとおり、青は透過しますね(海にもぐれば青い--知っていることと結び付けなきゃダメだよ)--しかし、それ以前にガラスは赤外線や赤い光を通しにくい（ガラスの種類によって異なります。--普通のソーダライムガラスは緑を通しやすい、パイレックスなどホウ珪酸ガラスは、比較的透明度が高い)

indoken2 · Answer

１）「上昇水温の違い」について調べたのでしょう？
どうして「分かったこと」として、温度ではなく「光を吸収しやすい」とか「光を反射する」なんて、方向違いのことを書くのでしょう。
首尾一貫した説明をするようにしましょう。

２）容器について何も説明していませんが、水の色だけでなく、どんな容器を使ったかも水温の上昇に影響するはずです。

３）他の回答にもありますが、「赤」あるいは「青」と言っても、いろいろな赤、いろいろな青があって、色ごとに光の吸収程度や波長範囲が違います。一概に、赤だから、青だからというような考察をすることは出来ません。

赤・青の色水の上昇水温

重要なことは光のエネルギーの何％を吸収するかということです。

こんばんは

誤解されないように、色による違いはその実験では定量的に判断できません。

１）「上昇水温の違い」について調べたのでしょう？

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