色彩フルールーン - 色彩検定の知識から楽しみながら学ぶ色の世界

スペクトルと光の性質 – 色彩検定3級で出る基礎知識

紫色の光

虹色の噴水

色彩検定にも必須な光と色の関係

光と色の関係

虹の写真

色ってなんで見えるの?あまりに当たり前の疑問であまり気にする人はいないでしょう。色彩検定3級の知識をふまえて説明して行きます。
この事を知ると色を目にする時にさらに面白くなるでしょう。

色の正体

色の正体は光で1666年にニュートンが発見しました。
ニュートンは三角のプリズムに光を通し分光(光を色に分ける)し、この光の帯をスペクトルと名付けました。
スペクトルは赤、オレンジ、黄、緑、青、藍、紫の7色に分類でき虹色の語源にもなっています。(日本では7色ですが海外ではほぼ藍を抜かした6色と表現されることが多い様です。)

光の正体は電磁波

では色の正体はニュートンの研究により光という事が分かりましたが、その光の正体はなんでしょうか?
マックスウェルの電磁理論から始まりアインシュタインの光量子仮説で光= 電磁波という結論がでました。歴史上の研究過程については省きますが、色は光そして光は電磁波というのが現代で科学的に証明されている事です。
では、電磁波というのは私たちの生活の中でどのような所と関わりがあるのかを色の説明をふまえて、下記の図で説明致します。

可視光の範囲

可視光とは人間が色として判断出来る範囲の電磁波=色の事です。可視光を超えた範囲は人間の目にはみる事はできません。
可視光の範囲は一般的に380〜780nm(ナノメートル)で400〜700と省略される事もあります。

電磁波の種類と違い

振幅と波長

光は電磁波という事は前項で説明しましたが、色による電磁波の違いは波長が長いか?短いか?又は振幅といって波の山の高さで違いが出て来ます。
波長が長くなればなるほど赤に近づき、短くなると紫に近づきます。又、振幅(波の高さ)が大きくなると明るくなり小さくなるほど暗くなります。

長波長の可視光

短波長

長い波長で赤色に近づくにつれて波長は長くなる特性があります。赤色以外の超波長は名前の通り赤外線になります。
赤色範囲は600~700nm(ナノメートル)です。

中波長の可視光

短波長

長くもなく短くもない電磁波の範囲を中波調といい、色に表すと緑の領域です。
緑色の範囲は500〜600nm(ナノメートル)です。

短波長の可視光

短波長

短い波長で主に青色の事を指します。
青色の範囲は400〜500nm(ナノメートル)です。

色彩検定3級ででるポイント

上記の仕組みをふまえて色彩検定3級ででるポイントを紹介します。

光の種類と分光

光の種類は太陽光(昼光とも言う)と複合光、単色光がある。

太陽光

白昼光、または昼光とも言い様々な光が集まって合成される光の事をさす均等に集まると無色透明の白色光と呼ばれる光になります。

複合光

複合とは様々な光が集まってできた光です。太陽光やスペクトルも複合光ということになります。

単色光

太陽光をプリズムに通すと単色の光に分ける事ができる。これを分光と言います。光の屈折率は長波長と単波長では異なります。

スペクトル(虹)の順番

プリズムを通し分光されると波長は屈折率の違いにより長波長から短波長にむけて下記の様に並びます。

『赤・橙・黄・緑・青・藍・青紫』

スペクトル

光の性質について

光はある一定の性質をもっています。物が実際に見えるという事はその物体の内部や表面で光が反射や吸収が起こり実際に見る事ができ、色を認識できるのです。
光の性質について大きくカテゴリに分けると下記のように5つのカテゴリに別れます。

  • 反射…………光沢があって艶がるように見える正反射と艶がなくマットな質感に見える拡散反射があります。光の入射角が一定(正反射)とバラバラ(拡散反射)で見た目が変わります。
  • 透過…………透明感がある正透過と曇りガラスの様に見える拡散透過があります。
  • 回折…………CDの裏面等で確認できる現象で光が回り込む様に広がっていく現象の事を指します。
  • 干渉…………シャボン玉の表面に起きる現象で波長が強めあったり、打ち消しあったりする現象です。
  • 散乱…………波長が様々な方向に散乱する現象。短波長(青)は散乱されにくく、長波長(赤)は散乱されやすいという特性がある。
  • 屈折…………水槽の中でよく起きる現象。プリズムで分光する時と一緒で波長により屈折率が異なります。

分光分布と分光反射率曲線

分光分布

分光分布とはどんな波長がどれだけ含まれているかを表すグラフです。この分光分布をみると複合光の成分がわかります。

太陽光の分光分布
太陽光の分光分布グラフ

短波長から長波長までが平均的に含まれているのが分かります。短波長(青)が高くなるとより青く、中波調(緑)が高くなると緑みがかって見えます。

分光反射率曲線

分光反射率曲線とは光が反射した波長の種類を表したものです。例えば黒であれば全ての波長を吸収し、白は全ての波長を反射します。中波調と長波長を吸収し、短波長だけを反射するという場合は 物体は青色に見えるという事です。

イエローの分光反射率曲線
イエローの分光反射率曲線

実際に照明を使いどの用にイメージを演出するかは照明と色の章で確認して下さい。

照明と色の関係

トップへ戻る

よろしければ、シェアしていただくとうれしいです☆

このエントリーをはてなブックマークに追加