こんにちは。
ブルーライトメガネとサングラス選びから、まずは物理学的な知識が必要かと思い、あえてこのカテゴリーで、質問させて頂くことにしました。。

1.根本的なことなのですが、私たちが太陽光下で、赤い車を見たときに、赤く見えるのは車の塗料が太陽光の一部の波長を吸収?し、吸収されなかったものが私たちの目に届き、脳内で「赤色」と認識し、タイヤが黒く見えるのは、光線の反射(吸収?)がないので黒くみえる(物体に吸収された光波は熱となる)との考え方で良かったでしょうか?

2.ここで、質問1の考え方が前提となりますが、「サングラス」は、外見上黒い均質のレンズのように見えますが、レンズを拡大すると網の目状態で、光源がそのまま網の目を通過する構造なのでしょうか?
それとも何かの粒子?を透過する構造なのでしょうか?

3.太陽光?をプリズムに通過させると、波長による屈折率の違いで虹色に分解されるという実験があったかと思いますが、この時、青く見える所が、「有害なブルーライト」と説明する書き込みがあったりもしますが、LED球は、太陽光と比較して、青の波長を多く含んでいるので有害なのでしょうか? それとも、輝度の高い光を直接見続けてはいけないとのことでしょうか? 極論では、青い光は見てはいけないのでしょうか

4.総まとめ的な質問なのですが、スポットライトの前に青いフィルムをかざすと、それ以降の光が青くみえる現象は、どのような光学現象なのでしょうか? 補足しますと、 青色のコンタクトレンズや、サングラスは有害かな? との発想からの質問です。

欲張りな質問ですが、どうか、宜しくお願いします。 m(__)m

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A 回答 (7件)

専門家ではないので間違いがありましたらご容赦願いますが。


1.おおむねそういう理解で良いと思います。
2.黒っぽい色とは限りません(アンバー系の物もあります)
  偏光レンズの場合は格子状の構造がある。
  染料や顔料を塗ったり混ぜ込んだりフィルムを挟んだりしている物が多いようです。
  染料の場合は分子として樹脂に溶け込んでいて顔料のような粒子の状態ではないです。
 つまり遮光と吸収と併用の状態です。(一部反射のサングラスもある)

4.青の波長の光が他の波長より多く透過するためです。
青のコンタクトレンズやサングラスは青の吸収が他の波長より比較的少ないだけで、青も吸収してますから心配は要りません。“青を増幅しているわけではない”のです。

3.これは4の理由で心配は要らない。
光のエネルギーとしては波長が短い方が強い。ですので褪色とか変色は波長の短い特に紫外線で顕著に起こりますが、青とかもっと長波長の光でも起こらないわけではない。
輝度が強すぎればもちろん網膜や水晶体やらを痛める原因にはなるでしょう。
しかし青い光だけを見ないなどという事は不可能ですし意味が無いですね。極端に色の偏った眼鏡を掛けると色の識別がしにくくなって、視覚情報が減るから良くない。モニターを使っての色判定も難しくなる。
しかし紫外線は直接見えないので注意が必要です。ですから紫外線が強すぎると予想されれば事前にサングラス(当然紫外線をカットする物)をするべきです。
サングラスは明るすぎるから光量を落とすという目的と紫外線を減らすという目的とあると思います。

LEDは特殊な物を除いて紫外線は出ていませんし、照明用のは蛍光を利用してスペクトルが偏らないように工夫されていますから心配は要りません。そもそも太陽光に較べると全体の光量がずっと低い。
http://www.otsuka-shokai.co.jp/products/led/know …
http://www.jeea.or.jp/course/contents/09404/
http://lamp1.com/product/125893.html

透明に見えて紫外線はほぼ吸収するフィルターもあります。(いまのところ無着色で100%は無理ですが98%ぐらいは可能、あわく着色していいならほぼカットできるはず)

サングラスが無い時代にはスリットを入れた板(遮光器)を目の前において光量を制限したようですが。波長より光量の問題が本質ではないでしょうか。
有害な紫外線でも人間の自己修復力・回復力を上回らなければ良いわけでしょう。
有害とはどういう意味なのか良く考えるべきではないですか。

目を塞ぐのも良くない。成長期に眼帯などをすると視力が低下・失われる事があります。
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この回答へのお礼

ご回答有難うございました。
全問ご丁寧・新設なご回答に感謝申し上げます。

お礼日時:2014/09/04 15:35

パソコン用サングラスについて。



もしモニターがそんなに青が突出して多いのでは色が偏って使い物にならない。
それに眼が悪くなるほど明るい必要もない。(輝度を落とせばよい)
液晶モニターからは紫外線は出ていない。

悪宣伝です。

サングラスなんかしても疲労は変わらない(どころかかえって疲れる)で色がおかしく見えるだけだから、疲れたらしばらく目を休めるのがいちばんです、というか休めるしかない。
儲けるために原価をけちっている商品ではむしろ眼を悪くするでしょう。
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ブルーライトが悪いなどというのは、まったくのウソっぱちです。

気にする必要はありません。
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この回答へのお礼

ご回答有難うございます。
ブルーライトって、
本当に意見が分かれますね。
大変参考になりました。

お礼日時:2014/08/29 23:38

#2です。



少し誤解を生みそうだったので補足します。
ブルーライトは体調への影響はあるが、目に対しての影響はないというようなかき方になっていましたが、全く無害という意味ではありません。外に出れば当然長時間見ることになる青空よりも低いレベルの影響を躍起になって防ごうとする必要があるのかという意味です。
影響を誇張して防がないと目が危ないというような宣伝、そのあたりにメーカーの作為性を感じますね。


PCメガネがどの程度の性能なのかわかりませんが、サングラスでも光量を減らすという意味では一定の効果が見込めると思いますよ。
またPCであれば設定で画面の色温度を下げるという対応方法もあると思います。
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この回答へのお礼

ご丁寧な追記を有難うございます。
美容業界の「セルライト」(^_^;)はじめ、
サプリメントや野菜・カルシウム摂取量などなど、
その見極めが大切ですね。
親切心ある方から回答を頂けて幸いです。

お礼日時:2014/08/29 16:12

1.そのとおり。



2.サングラスは光の透過率をコントロールしたものです。

3.LED球は、太陽光と比較して、ブルーライト(青色でも紫外線に近い部分の光)が多いのです。
LEDは電球や蛍光管と違って、ブルーライトを生成するものと理解して良いです。
このブルーライトは眼精疲労を引き起こす要因となりますので、有害といえます。
http://bizmakoto.jp/style/articles/1206/01/news0 …

4.青いフィルムは青い光を透過させるものです。
青色のサングラスを通した自然光とLEDの光とではそのブルーライトのエネルギー量が違います。
言い換えれば、自然光で青いサングラスをかけようがかけまいが、そのブルーライトのエネルギー量は変わりません。
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この回答へのお礼

早々のご回答有難うございます。
なるほど、LED球の特性なのですね。
最近ディスプレイ以外にも多用されていて、
昔の黄色っぽいフィラメント球よりも、
外装にもよるのでしょうが、
青白くキラキラしていますよね。
大変参考になりました。

お礼日時:2014/08/29 15:54

1、おおむねその解釈でいいと思います。



2、サングラスは単純に半透明の物質を透過させることで目に入ってくる光の量を減らすというものです。
注:レンズではありません。

3、ブルーライトというのはマイナスイオンなどと同列の所謂エセ科学の一種かと思われます。
単に青色光の強さであれば画面を見るより青空を見上げたほうが強いです。
もともブルーライトが有害とされたのは、夜に青空と同じ色調の光を見続けることで免疫作用や体調不良、不眠などの影響があるというものだったと思います。それが今日なぜか目に悪いという風に言われる風潮があります。PCやスマホが目に悪いとされるのは主に点滅現象です。

4、光が青色に着色されたと考えるのはどうでしょう。
青色光以外の一部は反射され、他の部分は変調されて青色の波長の光になってこちら側に届くのではないでしょうか。
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この回答へのお礼

早々のご回答有難うございます。
パソコン用メガネを勧められたのですが、
以前に買った、そんなに色の濃くない
透過率の高いサングラスがありましたので、
それを代用すれば良いのかな?と思っての質問でした。
マイナスイオンの件は、
以前は、あり得ない理由も理解していたつもりですが、
突っ込まれると、グラつきそうです。(^_^;)
大変参考になりました。

お礼日時:2014/08/29 15:24

1.正しい理解だと思います



2.ガラスまたはプラスチックに混ぜた物質が光を遮っていたり、光の一部を吸収して透過する光が減っています。

3.巷に出ている資料だと、LEDは他の光源より青色の波長の光量が多いと言う事のようですね。
青色だから悪いのではなく、極端に強いのが悪いという解釈のようです。

4.青いフィルムは青以外の光を吸収・反射してしまい、青だけ透過するから青く見えます。
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この回答へのお礼

ご回答の速さに驚きです!
そして、ご回答有難うございます。
夏休み中の子供のちょっとした質問から、
コノサイトを利用したのですが、
ちょっとした身の回りの現象を物理学的視点
(風化しかかった遠い記憶を寄せ集めて)で
考えてしまうようになりました。(^_^;)
聞きかじった程度の知識なので、
誰かに肯定、是正してもらわないと不安です(^_^;)
大変参考になりました。

お礼日時:2014/08/29 14:25

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Q光の吸収: あらゆる波長の光を吸収するわけではないのに

こんにちは,光の吸収について勉強しています.

物質の電子のエネルギー準位は,とびとびのレベルをとるために,吸収する波長が限られる.基底準位と励起準位の差分エネルギーに相当する波長を持つ光が吸収される.

と理解しております.すなわち,物質は何でもかんでも全ての光を吸収するわけではない,ということですね.すると,

1.例えば,何かの透明でない板(木でもプラスチックでも)があったとして,それが透けて見えない理由はなんでしょうか.この板の中にはあらゆる波長の光が吸収される程多くの色々な物質が入っているということでしょうか? 

2.青い板があったとして,これは青以外の波長の光を吸収しているということですが,なぜ透けていないのでしょうか? 表の青色は,裏面からの透過光(を含んでいる)とは思えませんが.

3.Siの単結晶板も透明でありませんが,Siのバンドギャップは赤外域の波長(1200nm)に相当するようです.なぜ可視光を透過しないのでしょうか.

光の吸収を勉強していて,当たり前に思えていたことに疑問を覚えました.何か勘違いしているかも知れず,これも危惧しております.どうか,回答お願い申し上げます.宜しくお願いします.

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Aベストアンサー

よいご質問だと思います。実は深く掘り下げると奥の深い話になってきます。
とりあえずは基本部分のみ説明しましょう。

ご質問では透明ではないという理由をお考えですが、その場合には、単に吸収だけではなく散乱、反射も考えなければなりません。

まずは吸収からいきましょうか。
基本的には、

>物質の電子のエネルギー準位は,とびとびのレベルをとるために,吸収する波長が限られる.基底準位と励起準位の差分エネルギーに相当する波長を持つ光が吸収される.

その理解でよいです。
ではその吸収する波長幅はどの程度になると思いますか?
幅が0になるでしょうか。実は0にはなりません。
このスペクトルの広がりには大きく分けると均一広がりと不均一広がりがあります。均一広がりの代表的なものは、励起準位の寿命です。
寿命が短いと幅は広くなります。(これは有限時間の波では単一周波数にはなりえないからでフーリエ変換すればわかります)
言い換えると励起準位自身が幅を持っているということを意味します。

次に不均一広がりですが、一つはドップラーシフトです。分子・原子毎にこのシフトがランダムにおきますので、全体として広がりを持ちます。特に気体では顕著ですが固体も格子振動していますので生じています。もう一つは原子・分子が周囲の原子・分子の影響を受けて共鳴する励起準位にずれが生じます。これも一つの原子・分子では広がりは見えませんが、集合体としては広がりを持ちます。

上記に書いた均一広がりや不均一広がりの原因はあくまで代表例であり、このほかにも色々あります。

さて、次にでは物質にはどの位の共鳴する励起準位があるのでしょうか?
構造が単純な原子でも実はかなりの数があります。それが分子となり、さらには分子の集団となるとき、その数は非常に多くなってきます。

つまり、整理すると、一つ一つの励起準位を取り上げても広がりがあり、それが更に沢山存在するわけですから、それらは重なり合い全体に吸収する部分が容易に生じるわけです。

そのため普段見かける物質の大半は幅広い範囲で吸収を示し、まったく吸収を示さない波長はほとんどありません。もちろん吸収の程度にはかなり差がありますが。

さて、吸収の次は散乱です。
一番わかりやすいのは磨りガラスです。ガラスは本来透明ですが、沢山の傷により光は色んな方向に散乱します。当然光源側に戻る成分もあり、透過率は100%では無くなります。また透過した光も散乱されているため、透明ではなく濁っています。

散乱の物理的原理を説明し出すと大変なので詳細は省略しますけど、基本的には原子・分子で一度光が吸収されてまた光として再放出される時に環境がランダムなので、方向もランダムになるという現象です。(環境が均一ならば入射光と同じ方向に進む光になり、これは透明体と同じです)

最後には反射です。
ガラスでも水面でもそうですが、斜めから光を入れると反射が強くなります。
つまり透過光量は少なくなります。
極端なのは金属反射です。実は金属のような導電体では光の電場を打ち消すように自由に動ける電子がいるため、この電子により電場か打ち消され、進入できません。その場合、その光のほとんどが反射してしまうわけです。(わずかには吸収されますので、それが金属毎に微妙に違う光沢の色になります)
つまり金属はそもそも電場を打ち消されて進入できないので、光を通さないわけです。


さて、これで吸収、散乱、反射の三現象がわかりました。


>1.例えば,何かの透明でない板(木でもプラスチックでも)があったとして,それが透けて見えない理由はなんでしょうか

まず、木で考えると、木を非常に薄くすることを考えてみます。カンナくずはその代表例です。すると光が散乱されるけど透過することがわかります。
これにより、まず強い吸収があることがわかります。
また散乱もあることがわかります。

反射は?
たとえば木の表面をカンナがけしてきれいな面にすると、正反射の位置で太陽光を反射させてみると表面が輝き光が反射しているのがわかります。つまり反射もあるわけです。でも木が見えるということは、単に反射のためだけではなく散乱もあるということに気がつくでしょう。でないと木が見えません。

プラスチック板でもなんでもやはり同じですね。


>2.青い板があったとして,これは青以外の波長の光を吸収しているということですが,なぜ透けていないのでしょうか?

こちらももうわかると思います。
青い板が見えるのは基本的には散乱によります。
ただ青く見えるのは何故でしょうか。それは青以外の波長は散乱より吸収が強いからということに他なりません。散乱時点でも吸収が強い波長の場合には散乱するより吸収が強くなるわけですね。

たとえばプラスチックの青い板をうんと薄くするとどうなるでしょうか。青いセロハンになるわけです。青い光は吸収が少ないけど他の色の吸収は強いわけです。

ただ青いといっても、青の光をまったく吸収しないわけではありませんから、厚みをますと結局光は透過して見えることはなくなります。


>3.Siの単結晶板も透明でありませんが,Siのバンドギャップは赤外域の波長(1200nm)に相当するようです.なぜ可視光を透過しないのでしょうか.

バンドギャップより長波長はエネルギーが低いので透過しますね。
で、半導体の場合には単純に一つの準位ではありません。いくつもの吸収する準位があります。そのためそれら準位の重ね合わせとして幅広く吸収が生じています。
つまりバンドギャップEgより短波長では吸収領域が幅広く存在しているわけです。

もう一ついうと、光により励起された電子は価電子帯にいるわけですから、その構造はかなり金属と似ています。そのため見かけは金属と似た感じの金属反射のような感じに見えるわけです。

よいご質問だと思います。実は深く掘り下げると奥の深い話になってきます。
とりあえずは基本部分のみ説明しましょう。

ご質問では透明ではないという理由をお考えですが、その場合には、単に吸収だけではなく散乱、反射も考えなければなりません。

まずは吸収からいきましょうか。
基本的には、

>物質の電子のエネルギー準位は,とびとびのレベルをとるために,吸収する波長が限られる.基底準位と励起準位の差分エネルギーに相当する波長を持つ光が吸収される.

その理解でよいです。
ではその吸...続きを読む

Q光の波長が短いと、なぜ人の目には見えなくなるんですか?

光の波長が短いと、なぜ人の目には見えなくなるんですか?中学一年生に分かる程度にお願いします。

Aベストアンサー

はじめまして

難しい質問ですね。

人間の目に見える範囲の波長の光を「可視光」と呼び、
可視光より波長の長い「赤外線」や可視光より波長の短い「紫外線」
は人間の目には見えません。

可視光は太陽の光の中で一番「明るい」領域になりますので、
その光を利用するように人間が進化したとくらいしか言えません。
http://d.hatena.ne.jp/kkyamasita/20070423
http://grizz.blog60.fc2.com/blog-entry-644.html


しかし、おなじ地球上で進化した生物でも「可視光」の範囲は同じではありません。
ハチは紫外線を見ることができますし、
ヘビは赤外線を見るための器官をもっています。
http://www.fukuoka-edu.ac.jp/~fukuhara/uvir/hana_uv.html
http://www.kyo-nano.jp/memo/no111.htm
http://ameblo.jp/oldworld/entry-10005416049.html
http://perenty.air-nifty.com/reptiles_cage/2004/01/post_19.html

はじめまして

難しい質問ですね。

人間の目に見える範囲の波長の光を「可視光」と呼び、
可視光より波長の長い「赤外線」や可視光より波長の短い「紫外線」
は人間の目には見えません。

可視光は太陽の光の中で一番「明るい」領域になりますので、
その光を利用するように人間が進化したとくらいしか言えません。
http://d.hatena.ne.jp/kkyamasita/20070423
http://grizz.blog60.fc2.com/blog-entry-644.html


しかし、おなじ地球上で進化した生物でも「可視光」の範囲は同じではありません。
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教えていただけないものでしょうか?

図書館に行っても同様な答えが見つかりませんでした。。あとお手数ですが、根拠となるサイトや文献や公式があったらそれも教えてください。 間違えられないので…どうぞよろしくおねがいします。

Aベストアンサー

#5です。

どれくらいの距離で見えなくなるかを判断する数値が吸収係数です。
完全に見えなくなるのではなくて一定の割合で弱くなっていくのです。
光の強さが初めの1/100になればとか、1/1000になればとかを自分で設定します。
この時の距離は吸収係数で計算できます。

wikiで「吸収係数」を引くと
I/Io=e^(-αx)
という式が出てきます。
Ioは初めの光の強度、Iは深さxでの光の強度です。
eは2.718・・・という数字です。
光の強度が初めの1/10になる深さは
x=2.3026/α
1/100になる深さはこの2倍です。

http://www.center.osaka-wu.ac.jp/~buri/Student/2002_A.htm

には吸収係数のグラフが載っています。

縦軸のメモリは10倍ごとになっています。
可視光線の吸収係数は3×10^(-3)~10^(-2)cm^(-1)ぐらいです。
赤と青で3倍ぐらい大きさが異なります。
α=10^(-2)cm^(-1) だとします。
光の強度が1/10になる深さは
x=2.3×100cm=2.3mです。
2.3×3=6.9ですから約7mの深さで1/1000になります。ほとんど見えなくなると考えていいでしょう。
α=3×10^(-3)cm^(-1)だとします。
光の強度が1/1000になる深さは23mです。

これが赤い光と青い光の違いです。

図書館で調べるというのはしんどいです。
なかなか見つからないでしょう。

#5です。

どれくらいの距離で見えなくなるかを判断する数値が吸収係数です。
完全に見えなくなるのではなくて一定の割合で弱くなっていくのです。
光の強さが初めの1/100になればとか、1/1000になればとかを自分で設定します。
この時の距離は吸収係数で計算できます。

wikiで「吸収係数」を引くと
I/Io=e^(-αx)
という式が出てきます。
Ioは初めの光の強度、Iは深さxでの光の強度です。
eは2.718・・・という数字です。
光の強度が初めの1/10になる深さは
x=2.302...続きを読む

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中には5角形もあります。
8角形もあるのかもしれません。

http://okweb.jp/kotaeru.php3?q=983343

参考URL:http://okweb.jp/kotaeru.php3?q=983343

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