可視光スペクトルに見られるすべての色はありますか?

虹の各色は、可視光スペクトルに含まれる独自の波長を表します

可視光スペクトルは、電磁波の広いスペクトルのごく一部です。可視光の最長波長は700ナノメートルで赤色になり、最短波長は400ナノメートルで、紫または紫の印象を与えます。

400〜700ナノメートルの範囲外では、人間の目はそれを見ることができません。たとえば、700ナノメートルから1ミリメートルの波長範囲の赤外線。

虹は、太陽の白色光が、波長に基づいてさまざまな種類の光を曲げる水滴によって屈折されるときに現れます。私たちの目に白く見える日光は他の色に分解されます。

私たちの目には、赤、オレンジ、黄色、緑、青、藍、紫など、さまざまな色の印象があります。

私たちの目には、赤、オレンジ、黄色、緑、青、藍、紫など、さまざまな色の印象があります。

この現象は光分散として知られており、多色光(さまざまな色で構成されている)が光の単色成分に分解されます。虹とは別に、この現象は白色光源にさらされているプリズムや格子でも観察できます。ニュートンはプリズムを使用して太陽からの白色光を分散させました。

虹の色は、スペクトル色、単色色、または純粋な色と呼ばれます。これらの色が電磁波スペクトルに現れ、個々の波長を表すため、スペクトルと呼ばれます。これらの色は他の色の組み合わせの結果ではないため、単色または純粋と呼ばれます。

純粋な色がある場合、不純な色はありますか?

スペクトルまたは純粋な色とは別に、確かにスペクトルまたは不純ではない、人間が見ることができる他の色があります。これらの色は、非スペクトル色または混合色と呼ばれ、電磁波スペクトルには存在しません。

非スペクトル色は単色で構成されており、特定の可視光の波長を表すものではありません。それらはスペクトルに含まれていなくても、スペクトル色と同じように私たちの目に特定の色の印象を与えます。非スペクトルの紫色は、スペクトルの紫色と同じように見え、他の色も同じように見えます。

いくつかの非スペクトル色があります、別名スペクトルにはありません

たとえば、スマートフォンのモニター画面から黄色が見えると思った場合、実際には570ナノメートルの波長の純粋な黄色は目には入りません。

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画面から発せられるのは緑と赤の色で、一緒に光って脳に黄色の印象を与えます。電子機器に見られる黄​​色は、可視光スペクトルの黄色と同じではありません。

テレビのバー画面をよく見ると、赤、緑、青の短い線が繰り返し並んでいることがわかります。

モニターが白を表示すると、カラーライトの3つのストライプが同じように明るくなります。逆に、テレビの電源を切ると、3色が完全に点灯して黒くなります。黄色だと思うと、赤と緑の線が青の縞よりも明るく輝いていることがわかります。

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なぜ赤、緑、青を使用する必要があるのですか?

その理由は、目の網膜にある光受容体の構造にあります。人間の網膜には、ロッド細胞とコーン細胞の2種類の光受容体があります。

コーンセルは光の状態で受容体として機能し、色に敏感ですが、ロッドセルは物事が薄暗くなり反応がはるかに遅いが光に敏感な場合は光受容体として機能します。

私たちの目のカラービジョンは、約450万個のコーンの「責任」です。コーンには次の3つのタイプがあります。

  1. ショート(S)は、波長が約420〜440ナノメートルの光に最も敏感で、青色で識別されます。
  2. 中(M)は、約534〜545ナノメートルでピークに達し、緑色で識別されます。
  3. 長さ(L)、約564〜580ナノメートルは、赤で識別されます。

各セルタイプは、特定の波長に対してより高い感度を持っていますが、可視光の広範囲の波長に応答することができます。

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この感度のレベルも人間ごとに異なります。つまり、人間ごとに色の感じ方が異なります。

3つのセルタイプの感度のグラフ表示:

この感度レベルグラフの意味は何ですか?570ナノメートルの波長の純粋な黄色の光の波が目に入り、3種類の錐体細胞の受容体に当たるとします。

グラフを読むことで、各セルタイプの応答を知ることができます。570ナノメートルの波長では、タイプLのセルが最大の応答を示し、次にタイプMのセルが続きますが、タイプSはゼロです。LタイプとMタイプのセルのみが570ナノメートルの黄色の光に反応します。

各コーンセルタイプの応答を知ることにより、単色の模倣を作成できます。必要なのは、3種類の細胞を刺激して、純粋な色があるかのように反応させることです。

黄色の印象を与えるには、応答性グラフからわかる強度の緑と赤の単色光源のみが必要です。ただし、この比較は有効または厳密ではないことにも注意してください。新しい色を作成するために使用されるさまざまな色の基準があります。たとえば、RGB色標準を見ると、黄色の赤-緑-青の色の比率は255:255:0です。

適切な比率で、または人の目の状態に応じて、純粋な単色色と混合色を区別することはできません。

では、どの色が純粋でどれが混合されているかをどうやって知ることができますか?ニュートンが日光で行った実験のように、色付きの光線をプリズムに向けるだけで簡単です。純粋な色は曲がるだけですが、非スペクトル色は構成光線を分離する分散を経験します。


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ソースを読む:

  • 色理論入門。ジョンW.シップマン。//infohost.nmt.edu/tcc/help/pubs/colortheory/colortheory.pdf
  • 講義26:色と光。ロバート・コリンズ。//www.cse.psu.edu/~rtc12/CSE486/lecture26_6pp.pdf
  • 講義17:色。マシューシュワルツ。//users.physics.harvard.edu/~schwartz/15cFiles/Lecture17-Color.pdf