単色光と光の三原色について

質問

三原色以外の色の波長は、特定の波長を持っているのでしょうか？
それとも三原色の波長が重なり合ってうなり？定常波？のようになっているのでしょうか？

色のスペクトルの虹色に波長が対応している一方で、赤と青の波長の光をあてるとオレンジ色という別の波長？の光の色が見えるのがとても不思議です。

回答No.2

DJ-Potato · ベストアンサー

色を感じる細胞の種類は、ヒトでは3種類あります。
青細胞は青い光で、緑細胞は緑の光で最も敏感に反応します。
赤細胞は黄緑くらいに最も敏感に反応しますが、緑細胞の反応しない赤でも反応するため、赤い光を見分けられます。

ヒトの色覚では、赤細胞と緑細胞と青細胞と、あと明るさ細胞の感じ方の割合で色の具合を見分けています。

赤細胞が反応して、緑や青が反応しない場合は赤い色だな、とか、
青細胞は反応するけど、赤や緑があまり反応しないなら青い光だな、とか。

で、橙の光は、赤細胞と緑細胞をそれなりに反応させます。
ところで赤い光と緑の光と同時に当てると、赤細胞と緑細胞がそれなりに反応します。
この両者の区別は、少なくともヒトの目ではできないのです。

キュウリにハチミツでメロンの味、とか、プリンに醤油でウニの味、みたいな、混ぜると区別できなくなる感じに似てますね。

お礼

明るさも色の感じ方に関係があるというのは初めて知りました！
視覚細胞の反応条件についても詳しく知りたいので調べてみようと思います。
物理学だけでなく生物学的な観点からも見る必要があるのですね。
回答ありがとうございました。

回答No.13

中村 拓男（@tknakamuri）

色度図の解説をしておくと、逆U字型の線が
単色光(単一の波長をもった光)の色を表しています。

いわゆる虹の7色です。

つまり波長で決まる色というのはちょびっとしかなくて、
波長が混合された光は、単色光よりもはるかに豊かな色を
持っているということです。

お礼

回答ありがとうございます。

回答No.12

foobar

＃9.　一箇所訂正。
誤「赤青緑の３つの『波長』の光の合成でさせることができる」
正「赤青緑の３つの『色』の光の合成でさせることができる」
です。（赤青緑の三原色って単一波長の光じゃないので。）

色の分布（関係）については、＃１１さん回答にある色度図について調べられるのが良いかなと思います。

回答No.11

中村 拓男（@tknakamuri）

ANO10でつけるはずだった図を張ります。

お礼

回答ありがとうございます。

回答No.10

中村 拓男（@tknakamuri）

>三原色というのは、人間の目(視神経)が、その3色しか識別できず

3色で色を表現する場合、選んだ3色を色度図上に置いて、3点を結ぶ三角形の
面積が大きいほど多彩な色を表現できます。なので3原色は人間が恣意的に
決めているものなんです。

Adobe RGB とか、3原色にもいろいろあります。

お礼

回答ありがとうございます。

回答No.9

foobar

可視光は、ある波長の範囲内の光の混合になっています。

光の三原色、というのは、いろんな波長の混合している光と同じ感じ方を、赤青緑の３つの波長の光の合成でさせることができる、というものです。
だもんで、同じ色に見えているからといって、同じ成分の波長を持っている、とは限りません。

また、他の方の回答にもあるように、赤青緑では表しきれない（どれかひとつ、または二つがマイナスになる）色もあります。
単一の波長の光は、大抵これ（赤青緑の合成では表せない）です。（どうやって、赤青緑のマイナスの光ってのを算出するかというと、表したい色に赤青緑のうちのひとつまたは二つを足した色と、残りの赤青緑の組み合わせが同じ色に見える、という実験から算出するのだとか。）

お礼

回答ありがとうございます。

回答No.8

foomufoomu

三原色について、誤解があるように思いますが、

三原色というのは、人間の目(視神経)が、その3色しか識別できず、最終的に脳がその3色の割合で色を決めているため、三原色があれば、どんな色でも作れる理屈になるのです。（正しくは、人間に判る色はすべて作れる、と言うべきでしょう。）

＞赤と青の波長の光をあてるとオレンジ色
赤色の視神経が受け取る光の強さと、緑色(青ではないですよ)の視神経が受け取る光の強さが、３：２ぐらいのとき、脳はオレンジ色であると感じます。

光の波長やうねりは、とりあえず、関係ありません。

お礼

回答ありがとうございます。

回答No.7

ORUKA1951

なぜこんな大出鱈目の話が未だに広まっているのか??
＞赤と青の波長の光をあてる
　波長による光の区別を言われているのだと思いますが、それは「一様なスペクトルをもつ光を分光したときに波長が440nmの光は青に見える。」という意味でしかありません。
　★スペクトルとはニュートンの考案した造語で光の強さと波長の二次元データの事です。
　太陽光をプリズムで分光すると、人の目に見える可視光線の範囲が赤から紫の虹に見えます。そのうちの440nmあたりの単色光を青として知覚するという意味。実際に青であるか否かは関係ないです。
　・・・・それ以上でもそれ以下でもない・・・・三原色はここで一切忘れること!!。
　570～590nmあたりの光を私たちの目は黄色と知覚します。ナトリウムランプの589.6/ 589.0 nmの光はスペクトルではオレンジ色に該当する。
　では、この波長---添付図の590nmあたり---の光をまったく含まないパソコンのディスプレイからの光が、なぜ同じオレンジ色に見えるのでしょう。

　視細胞と言うセンサーを誤解されているようです。
★人の目に錐体細胞と呼ばれる色を知覚する視細胞が存在します。
　添付図は赤錐体、緑錐体、青錐体の波長による感度を示した図です。
　図を見られると分かるように、特定の狭い範囲の波長の光にのみ感度があるわけではなく、広い範囲の波長の光に感度があります。
赤錐体は中波長の緑をピークに可視光線のほぼ全域にわたって感度があると言う事です。
￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣
　赤錐体が赤(長波長)のセンサー、緑錐体が緑(中波長)のセンサー、青錐体が青(短波長)のセンサーということですらないのですよ。
　三つの錐体に黄色の光線で感じる刺激と同じレベルの光を当てれば黄色と知覚するかと言うとそうではありません。
　色だと分かり難いので明るさだけでまず説明します。
http://matome.naver.jp/odai/2131022599702771401/2131022635502778103
http://matome.naver.jp/odai/2131022599702771401/2131022619502775003
これは、示されているふたつの部分から目に届く光の強度はまったく同じなのに、異なる灰色に見えています。同様な例は、「室内に取り込んだシーツも外に干してあるシーツも同じ真っ白なのに、撮影するとまるで白と黒ほど異なる。」など普段も目にしているはずです。
　目に届く光の強度で明るさがかわってみえるわけではない。目に届く光の強度はその部分の明るさはイコールではない。

　色も同様で、弱い赤色光+緑色の光と、ちょっと強めの青い光で照らされたミカンは、ミカンから黄色の光成分はまったく眼に届いていなくても黄色に見える。
　色だと
　⇒同じ色だって信じられる？3匹の犬の錯覚（動画）:らばQ( http://labaq.com/archives/51749646.html )

　以前作成したページ
　⇒( http://iruka.la.coocan.jp/old/science/light/light1.html )

　目に対象から光が届くと、その対象に物体があり、その物体の表面が長波長や中波長の光を反射し、短波長の光を吸収する性質があると判断すると、それが黄色であると判断するという事です。目に届く光のスペクトルとは直接関係ありません。
　もっとも典型的な例が、太陽をはじめとする大部分の恒星は黒体放射で中波長(緑)にピークがあるはずなのに、夜空の星に緑色の星は存在しないし、太陽が緑には見えない。

お礼

回答ありがとうございます。

回答No.6

中村 拓男（@tknakamuri）

光が単色光(特定の波長をもつ光)なのは、レーザー光やナトリウムランプなど特殊な場合だけで、
3原色でも、それ以外でも、一般には、光はたくさんの波長の光(たくさんの単色光)の
混合です。

また単色光で表現できる色は、人間が認識できる色のほんの一握りです。
つまり色は単純に波長に対応するものではないのです。

目は波長に対して感度が異なる3種類の視細胞を持っています。
長波長に反応する赤錐体、中波長に反応する緑錐体、短波長に反応する青錐体です。
その出力の割合で色を識別します。この出力が同じなら
元の光がどのような波長分布であっても区別できません。

一度「色度図」というものを検索してみることをお勧めします。

お礼

回答ありがとうございます。

回答No.5

noname#204885

>三原色以外の色の波長は、特定の波長を持っているのでしょうか？

→「概ね」そのとおりです。
　虹で現れる色彩は、ご存じだと思いますが、大気中の雨水がプリズムとなって波長毎に分かれるために現れるものです。
どの色がどの波長になるかは、例えば以下のHPに記載されてますので、参考にしてください。
http://www.konicaminolta.jp/instruments/knowledge/color/part2/02.html　
http://www.sci.toho-u.ac.jp/biomol/glossary/chem/visible_light.html

例えば、オレンジ色だと、590nm近辺の波長になります。

じゃあ、「三原色」で人間が感じている「オレンジ色」は何なのよ？と言うことになりますが、これは赤色(～700nm)と緑色(～546nm)の混合光を見た時にも、人間は「オレンジ色」と感じる訳です。人間は目の中に分光器を持っている訳ではないので、590nmの「単一波長のオレンジ色」が来た時も、700nmと546nmの混合波長からなる「合成されたオレンジ色」が来た時も、人間の目の中の「赤」と「緑」に反応する部分が同じように反応しますので、人間にはこの２つの「オレンジ」を区別することができません。ある意味だまされている訳です。

なお、「合成光」と言っても、２つの波長の光が互いに相互作用とかしている訳ではなく、単純に２つの波長の光が同じ方向からやってきて、網膜の同じ所に当たるだけのことです。もちろんプリズムを使うと簡単に分離することができます。

ところで、一番最初に「概ね」と書きましたが、実は、人間が感じている色の中には、単色光（単一波長の光）では表現できないものがあります。

代表的な色が「赤紫（マゼンタ）」です。
この色は実は色のスペクトルの中に存在しません。従って虹の中にも現れません。「マゼンタ」は複数の波長の合成でないと表現できない色なのです。

なぜ、マゼンタだけ人間は自然光に無い色を見分けられるのかは良くわかって居ません。たまたま目の仕組みがそうなっているだけなのかもしれませんが、「補色（二色合わせると黒になる色）」の概念で言うと、マゼンタは人間が生きていく上で重要な「緑色」の補色となっており、そこに何か理由があるのではないかと言う人もいます。

あとは、実はＰＣのディスプレイ等で使われている３色の光源では、人間の目で見ることができる全ての色は表現できてないとか、いろいろ話題もあるのですが、とりあえずはこの辺で。

お礼

混合波長も一色の波長も同じ色に感じてしまうのは波長のエネルギーと関係があるのでしょうか？
マゼンタが複数の波長の合成でないと表現できないというのにかなり興味をもちました。もっと調べてみようと思います。
回答ありがとうございました。

回答No.4

tiltilmitil

特定波長の単色光としてもありますが、三原色の混色で同じ色に見えたとしても人の目では区別出来ません。

　また、三原色を混ぜるだけでは出せない色もあります。RGBで表すと、どれかがマイナスになってしまう色があるのです。

お礼

どちらも存在している上で人間の知覚では区別できないのですね。
参考になりました。回答ありがとうございました。