光と色の科学 - Four Nines...04光と色の科学基礎知識篇光と色の科学...

長らくお待たせしました。『光と色の豆知識』の解答篇

をお届けします。いや、これだけお待ちいただいたのに、

それだけでは申し訳ない……。だから、『光と色の科学』

総集篇という形にしてみました。ちなみに本書は、フォー

ナインズ GINZA2 階、フォーナインズWORKS で 8 月 8

日まで開催していた『いろの、きおく』展において展示

していたバインダーの内容をベースにしたものとなって

おります。

光と色。私たちが日常当たり前のように目にしているも

のです。つまり、意識しなくても暮らしに支障はほとん

どない。そんな事柄かもしれません。けれども、知識を

得たなら……。日々の暮らしはよりいっそう興味深いも

のになる気がします。

そんな思いも含めた『光と色の科学』総集篇。

どうぞお楽しみください。

光と色の科学　基礎知識篇 0 1

光と色の科学基礎知識篇

私たちの暮らしが光や色と密接な関係にあることは、

いうまでもありません。それなのに、私たちは案外、

光や色のことを知らないのではないでしょうか。もち

ろん、それで困ることはほとんどありません。でも、

知ったなら、日々の暮らしはさらに楽しく豊かになる

かもしれない……。なんだかそんな気がするんです。

だから、お届けします。『光と色の科学』。本誌は、フォー

ナインズの web マガジン『999.9 flip』26 号との連動

企画になっています。よろしければ、そちらもぜひ！

では、始めましょうか。本書では、以下の内容について、

分かりやすくお伝えしていくつもりでおります。

02-03　光ってなんだろう？

04-05　光と色の豆知識 1　ブルーレイディスク

06-07　ブルーレイディスク、手にとって確かめよう！

08-09　白色光の正体を探る

10-11　光と色の豆知識 2　夕焼けが赤い理由

12-13　可視光は、なぜ見えるの？

14-15　光と色の豆知識 3　デジカメなら赤外線が見える

16-17　リモコンの赤外線を見てみよう

18-19　光がなければ、色もない !?

20-21　光と色の豆知識 4　色には、温度があるらしい

22-23　色を作ってみよう

24-25　まだまだあります、光と色の豆知識、雑学

長らくお待たせしました。『光と色の豆知識』の解答篇

をお届けします。いや、これだけお待ちいただいたのに、

それだけでは申し訳ない……。だから、『光と色の科学』

総集篇という形にしてみました。ちなみに本書は、フォー

ナインズ GINZA2 階、フォーナインズWORKS で 8 月 8

日まで開催していた『いろの、きおく』展において展示

していたバインダーの内容をベースにしたものとなって

おります。

光と色。私たちが日常当たり前のように目にしているも

のです。つまり、意識しなくても暮らしに支障はほとん

どない。そんな事柄かもしれません。けれども、知識を

得たなら……。日々の暮らしはよりいっそう興味深いも

のになる気がします。

そんな思いも含めた『光と色の科学』総集篇。

どうぞお楽しみください。

光と色の科学　基礎知識篇 0 1

光と色の科学基礎知識篇

私たちの暮らしが光や色と密接な関係にあることは、

いうまでもありません。それなのに、私たちは案外、

光や色のことを知らないのではないでしょうか。もち

ろん、それで困ることはほとんどありません。でも、

知ったなら、日々の暮らしはさらに楽しく豊かになる

かもしれない……。なんだかそんな気がするんです。

だから、お届けします。『光と色の科学』。本誌は、フォー

ナインズの web マガジン『999.9 flip』26 号との連動

企画になっています。よろしければ、そちらもぜひ！

では、始めましょうか。本書では、以下の内容について、

分かりやすくお伝えしていくつもりでおります。

02-03　光ってなんだろう？

04-05　光と色の豆知識 1　ブルーレイディスク

06-07　ブルーレイディスク、手にとって確かめよう！

08-09　白色光の正体を探る

10-11　光と色の豆知識 2　夕焼けが赤い理由

12-13　可視光は、なぜ見えるの？

14-15　光と色の豆知識 3　デジカメなら赤外線が見える

16-17　リモコンの赤外線を見てみよう

18-19　光がなければ、色もない !?

20-21　光と色の豆知識 4　色には、温度があるらしい

22-23　色を作ってみよう

24-25　まだまだあります、光と色の豆知識、雑学

波長

ガンマ線短

種類

エックス線

紫外線

可視光線

赤外線

マイクロ波

電波

1 億分の 1mm以下

波長

10 億分の 1mm～10 万分の 1mm

100 万分の 1mm～4 万分の 1mm

4 万分の 1m～8 万分の 1mm

8 万分の 1mm～1mm

1mm～1m

0.1mm～

放射性物質から出る放射線

たとえば

レントゲン写真に使ってます

日焼けやシミの原因

目に見えるのは、この範囲

熱をもつ物質が放射

電子レンジに使うのはこの波長

テレビ、ラジオ、携帯電話…

光と色の科学　基礎知識篇0 2 光と色の科学　基礎知識篇 0 3

1 光ってなんだろう ?

光は電磁波

電磁波というのは

昼間に浴びる太陽光やその反射光などの、自然光。夜の街のネオン

や室内の照明などの人工光。空気や水のように私たちの生活に当た

り前に存在している光。でも、ちょっと考えると疑問になる……光っ

て何だろう？　お答えいたします、光は電磁波の一種です。つまり、

空間を伝わる波動ということです。電磁波は、波長（波動が空間を

伝わる周期的な長さ）や振幅（波動の振動の大きさ）などで表すこ

とができ、その長短や大小によって性質が異なります。

私たちの周りにある光は、電磁波の一種です。でも、まだいまひと

つイメージしにくい……という方のために、光の仲間たちをご紹介

します。電磁波には、ガンマ線やエックス線、紫外線、可視光線、

赤外線、マイクロ波、電波などがあります。これらを分類している

のが、波長。電磁波が波長によって、物体に及ぼす作用が異なるこ

とに着目して分けられているのです。光を理解する上で、重要な鍵

となる『波長』、これは憶えておいて損はないと思います。

chapter

POINT! 光は電波などの親戚で「波長」と「振幅」を持っている

電磁波が 1 回振動したときの距離で、単位は m（メートル）で表します。光の

速さを周波数（1 秒間に繰り返す波の数）で割ることで求められる値です。波

長が短いほど振動数が大きく、高いエネルギーを持ちます。逆に波長が長いほど、

振動数が小さくエネルギーは低くなります。ですから、同一の光でも振幅が大

きいと光は強く（明るく）なるというわけです。

波長とは

波長

ガンマ線短

種類

エックス線

紫外線

可視光線

赤外線

マイクロ波

電波

1 億分の 1mm以下

波長

10 億分の 1mm～10 万分の 1mm

100 万分の 1mm～4 万分の 1mm

4 万分の 1m～8 万分の 1mm

8 万分の 1mm～1mm

1mm～1m

0.1mm～

放射性物質から出る放射線

たとえば

レントゲン写真に使ってます

日焼けやシミの原因

目に見えるのは、この範囲

熱をもつ物質が放射

電子レンジに使うのはこの波長

テレビ、ラジオ、携帯電話…

1 光ってなんだろう ?

光は電磁波

電磁波というのは

昼間に浴びる太陽光やその反射光などの、自然光。夜の街のネオン

や室内の照明などの人工光。空気や水のように私たちの生活に当た

り前に存在している光。でも、ちょっと考えると疑問になる……光っ

て何だろう？　お答えいたします、光は電磁波の一種です。つまり、

空間を伝わる波動ということです。電磁波は、波長（波動が空間を

伝わる周期的な長さ）や振幅（波動の振動の大きさ）などで表すこ

とができ、その長短や大小によって性質が異なります。

私たちの周りにある光は、電磁波の一種です。でも、まだいまひと

つイメージしにくい……という方のために、光の仲間たちをご紹介

します。電磁波には、ガンマ線やエックス線、紫外線、可視光線、

赤外線、マイクロ波、電波などがあります。これらを分類している

のが、波長。電磁波が波長によって、物体に及ぼす作用が異なるこ

とに着目して分けられているのです。光を理解する上で、重要な鍵

となる『波長』、これは憶えておいて損はないと思います。

chapter

POINT! 光は電波などの親戚で「波長」と「振幅」を持っている

電磁波が 1 回振動したときの距離で、単位は m（メートル）で表します。光の

速さを周波数（1 秒間に繰り返す波の数）で割ることで求められる値です。波

長が短いほど振動数が大きく、高いエネルギーを持ちます。逆に波長が長いほど、

振動数が小さくエネルギーは低くなります。ですから、同一の光でも振幅が大

きいと光は強く（明るく）なるというわけです。

波長とは

ブルーレイディスク、

記録面が青いわけじゃ

ありません。

光と色の豆知識

DVDに変わる新しい記憶メディア、ブルーレイディスク。通称、BDといいます。さて、

この BD、テレビ CM を見ていると、記録面が青く光り輝いているような印象を受け

るかもしれません。が、これは間違い。記録面は、何色とも形容しがたい微妙な色

なんです……。では、ブルーレイとは？　そう。RAY は光

線のこと。ですから、ブルーレイは青い光線。

正確には、青紫色のレーザーで記

録する光ディスクのことなん

です。この「青紫色」に、

大容量の秘密が隠されて

います。ちなみに BD

の記憶容量は片面 1

層で 25GB。DVD

の約 5 倍となっ

ています。では、

右ページで、さ

らに詳しく解説い

たします。

このページにある色の帯、なんだと思います？　答えは光のスペクトル。簡単にいえば、

光の中に含まれる色ということ。このあたりのことについては、別のページで詳しく

解説いたします。ところで前のページで、「光は電磁波の一種で波長を持っている」と

書いてあったことを憶えてますか？　このページの色の帯でいうと、右側つまり赤に

近づけば近づくほど波長は長くなり、反対に左側の紫に近づくほど波長が短くなるん

です。赤の波長は長く、紫の波長は短い。ここがポイントです。

CD も DVD も、そして BD も、データの書き込み・読み込みにはレーザー光を利用し

ています。問題は、そのレーザー光。CDやDVDには赤色のレーザー光が使われています。

一方、BD に使われているレーザー光はというと……青紫色。ブルーレイディスクの名

前、実はここから来ているんです。では、レーザー光の色の違いが、どうして記憶容

量の違いにつながるのでしょうか？

青いのはレーザー光の色

紫は赤より波長が短い

青紫色の光は、赤色に比べ波長が短い。だから、より小さなスポットに光を集めるこ

とができるんです。さらにBDは、CDやDVDより優れた集光レンズを採用。これにより、

さらに細かなスポットに光を集めています。わかりやすくいえば、お習字。BD のほう

が細い筆だと思ってください。紙のサイズが同じだとしたら、たくさん文字を書き込

めるのは太い筆？　それとも細い筆？　答えはいうまでもありませんね。つまりBDは、

波長の短い青紫色のレーザー光で、細筆効果を発揮して、記録密度を向上させている

んです。いかがでしょう？　ご理解いただけました？

青紫レーザーの細筆効果

これが、答え！

ブルーレイディスク、

記録面が青いわけじゃ

ありません。

DVDに変わる新しい記憶メディア、ブルーレイディスク。通称、BDといいます。さて、

この BD、テレビ CM を見ていると、記録面が青く光り輝いているような印象を受け

るかもしれません。が、これは間違い。記録面は、何色とも形容しがたい微妙な色

なんです……。では、ブルーレイとは？　そう。RAY は光

線のこと。ですから、ブルーレイは青い光線。

正確には、青紫色のレーザーで記

録する光ディスクのことなん

です。この「青紫色」に、

大容量の秘密が隠されて

います。ちなみに BD

の記憶容量は片面 1

層で 25GB。DVD

の約 5 倍となっ

ています。では、

右ページで、さ

らに詳しく解説い

たします。

このページにある色の帯、なんだと思います？　答えは光のスペクトル。簡単にいえば、

光の中に含まれる色ということ。このあたりのことについては、別のページで詳しく

解説いたします。ところで前のページで、「光は電磁波の一種で波長を持っている」と

書いてあったことを憶えてますか？　このページの色の帯でいうと、右側つまり赤に

近づけば近づくほど波長は長くなり、反対に左側の紫に近づくほど波長が短くなるん

です。赤の波長は長く、紫の波長は短い。ここがポイントです。

CD も DVD も、そして BD も、データの書き込み・読み込みにはレーザー光を利用し

ています。問題は、そのレーザー光。CDやDVDには赤色のレーザー光が使われています。

一方、BD に使われているレーザー光はというと……青紫色。ブルーレイディスクの名

前、実はここから来ているんです。では、レーザー光の色の違いが、どうして記憶容

量の違いにつながるのでしょうか？

青いのはレーザー光の色

紫は赤より波長が短い

青紫色の光は、赤色に比べ波長が短い。だから、より小さなスポットに光を集めるこ

とができるんです。さらにBDは、CDやDVDより優れた集光レンズを採用。これにより、

さらに細かなスポットに光を集めています。わかりやすくいえば、お習字。BD のほう

が細い筆だと思ってください。紙のサイズが同じだとしたら、たくさん文字を書き込

めるのは太い筆？　それとも細い筆？　答えはいうまでもありませんね。つまりBDは、

波長の短い青紫色のレーザー光で、細筆効果を発揮して、記録密度を向上させている

んです。いかがでしょう？　ご理解いただけました？

青紫レーザーの細筆効果

これが、答え！

お手にとって、ご自由にごらんください

ブルーレイディスク　Blu-ray Disc（BD）

記録容量：25GB（片面 1層・12cm）

50GB（片面 2層・12cm）

レーザー：405nm青紫色半導体レーザー

どうぞお手にとって、

「記録面は青くない」ことなど

お確かめください。

1982 年、CDが登場。直径 12cm、容量 700MB

2003 年、BDが登場。直径 12cm、容量 25GB

21 年で、容量は 35.7 倍に。

お手にとって、ご自由にごらんください

ブルーレイディスク　Blu-ray Disc（BD）

記録容量：25GB（片面 1層・12cm）

50GB（片面 2層・12cm）

レーザー：405nm青紫色半導体レーザー

どうぞお手にとって、

「記録面は青くない」ことなど

お確かめください。

1982 年、CDが登場。直径 12cm、容量 700MB

2003 年、BDが登場。直径 12cm、容量 25GB

21 年で、容量は 35.7 倍に。

2 白色光の正体を探る

プリズムで正体を見る！

太陽光のように色を感じさせない無色の光を白

色光といいます。ここでいう「無色」は、色が

存在しないということとは、ちょっと違います。

白色光は、私たちの目には色がないように映り

ます。けれども実は、無数の色の集合体なのです。

それを実証したのが、かのアイザック・ニュー

トン。『プリズム』と呼ばれる三角柱のガラスを

使って、発見しました。そのやり方は、実

に簡単。白色光をプリズムに

通して分光する

と、虹のような色の帯が現れます。この色

の帯こそが、白色光の正体です。つまり、白色光

には、さまざまな色の光が集まっているといえるわけで

す。そういえば、子供の頃、理科の実験でやった気がする……。

そう、あれです。懐かしいでしょう？　久しぶりに、いかがですか？　

白色光の正体をご自身の手と目で探ってみるのも、楽しいかもしれませんよ。

白色光のスペクトル

プリズムで分光すると現れる、赤・橙・黄・緑・青・藍・紫の 7色の帯。

これを、光のスペクトル、可視光といいます。可視光とは、目に見

える光という意味ですね。私たちが見ている光は、このスペクトル

の範囲内の光なのです。言い換えれば、この範囲外の光は見えない

ということです。でも、なんで白色光がさまざまな色の光に分かれ

るのか？　不思議ですよね。ここで、前のページの話を思い出して

ください。光を理解するキーワード……そう、波長。スペクトルの

色の違いは、光の波長の違いなのです。ちなみに、赤の方向にいく

ほど波長が長く、紫の方向にいくほど波長短くなります。

chapter

POINT! 無色に見える白色光は、さまざまな色の光の集まり

プリズムに当たると、光は屈折します。そしてもうお伝えしたように、光は振

幅していて、それぞれに固有の波長を持っています。プリズムに当たったときに、

どの程度の屈折をするのか。その度合いを左右するのが、波長。波長が長けれ

ば曲がり方は小さく、波長が短ければ、曲がり方は大きくなる。だから入口は

一緒でも、出口は色によって別々。これがプリズム分光の仕組みなんです。

分光の仕組み

波長が短い波長が長い

2 白色光の正体を探る

プリズムで正体を見る！

太陽光のように色を感じさせない無色の光を白

色光といいます。ここでいう「無色」は、色が

存在しないということとは、ちょっと違います。

白色光は、私たちの目には色がないように映り

ます。けれども実は、無数の色の集合体なのです。

それを実証したのが、かのアイザック・ニュー

トン。『プリズム』と呼ばれる三角柱のガラスを

使って、発見しました。そのやり方は、実

に簡単。白色光をプリズムに

通して分光する

と、虹のような色の帯が現れます。この色

の帯こそが、白色光の正体です。つまり、白色光

には、さまざまな色の光が集まっているといえるわけで

す。そういえば、子供の頃、理科の実験でやった気がする……。

そう、あれです。懐かしいでしょう？　久しぶりに、いかがですか？　

白色光の正体をご自身の手と目で探ってみるのも、楽しいかもしれませんよ。

白色光のスペクトル

プリズムで分光すると現れる、赤・橙・黄・緑・青・藍・紫の 7色の帯。

これを、光のスペクトル、可視光といいます。可視光とは、目に見

える光という意味ですね。私たちが見ている光は、このスペクトル

の範囲内の光なのです。言い換えれば、この範囲外の光は見えない

ということです。でも、なんで白色光がさまざまな色の光に分かれ

るのか？　不思議ですよね。ここで、前のページの話を思い出して

ください。光を理解するキーワード……そう、波長。スペクトルの

色の違いは、光の波長の違いなのです。ちなみに、赤の方向にいく

ほど波長が長く、紫の方向にいくほど波長短くなります。

chapter

POINT! 無色に見える白色光は、さまざまな色の光の集まり

プリズムに当たると、光は屈折します。そしてもうお伝えしたように、光は振

幅していて、それぞれに固有の波長を持っています。プリズムに当たったときに、

どの程度の屈折をするのか。その度合いを左右するのが、波長。波長が長けれ

ば曲がり方は小さく、波長が短ければ、曲がり方は大きくなる。だから入口は

一緒でも、出口は色によって別々。これがプリズム分光の仕組みなんです。

分光の仕組み

どうして夕方の空は

赤やオレンジに

染まるんだろう？

光には色によって固有の波長があること、もうお分かりですよね？　問題は、こ

の波長。波長が短ければ短いほど、散乱しやすい性質を持ちます。つまり、波長

の短い青などの光は、私たちの目に届く前に散乱しているのです。散乱せずに届

いた光を私たちの目は認識する。それが、夕方の空が赤やオレンジに染まる理由

なのです。あまりロマンチックじゃなくて恐縮なのですが……、

ご存じの通り、大気は、基本的には透明です。けれどもその大気の中には、私た

ちの目には見えにくいだけで、細かなチリや水滴などがたくさん含まれています。

太陽光は、そうした中を進んでくるのです。しかも、夕方の太陽は私たちから見

て遠いところにあります。つまり、私たちの目に届くまでに、より長い距離を旅

しなければならないというわけ。だから昼間よりチリや水滴による影響を強く受

ける、つまり散乱しやすいのです。

光は大気中で散乱する

夕方、太陽は遠くにあります。

つまり、私たちの目に届くまでの距離が長い。

波長の短い光は大気中で散乱して、

波長の長い赤やオレンジの光だけが届くんです。

波長が短い光は散乱しやすい

どうして夕方の空は

赤やオレンジに

染まるんだろう？

光には色によって固有の波長があること、もうお分かりですよね？　問題は、こ

の波長。波長が短ければ短いほど、散乱しやすい性質を持ちます。つまり、波長

の短い青などの光は、私たちの目に届く前に散乱しているのです。散乱せずに届

いた光を私たちの目は認識する。それが、夕方の空が赤やオレンジに染まる理由

なのです。あまりロマンチックじゃなくて恐縮なのですが……、

ご存じの通り、大気は、基本的には透明です。けれどもその大気の中には、私た

ちの目には見えにくいだけで、細かなチリや水滴などがたくさん含まれています。

太陽光は、そうした中を進んでくるのです。しかも、夕方の太陽は私たちから見

て遠いところにあります。つまり、私たちの目に届くまでに、より長い距離を旅

しなければならないというわけ。だから昼間よりチリや水滴による影響を強く受

ける、つまり散乱しやすいのです。

光は大気中で散乱する

夕方、太陽は遠くにあります。

つまり、私たちの目に届くまでの距離が長い。

波長の短い光は大気中で散乱して、

波長の長い赤やオレンジの光だけが届くんです。

波長が短い光は散乱しやすい

波長が短い

紫外線

赤外線

波長が長い

3 可視光線は、　　なぜ見えるの？

可視光だけが、見えるわけ

角膜と水晶体で集められた光を受け取り、その情報を伝達する役割を担うの

は網膜です。網膜には錐体と杆体という視細胞があります。錐体は色を感知

するセンサーで、主に赤・青・緑の光を受け取って信号を視神経から脳に伝

えます。杆体は主に明暗を感知するセンサーです。角膜や水晶体で集められ

た光であっても、錐体・杆体が信号に変えて視神経、そして脳へと伝達でき

ない光は脳では認識でません。可視光が見えるのは、錐体・杆体が受け取る

ことができて視神経から脳へと伝達できる波長の光だからなのです。

可視光だけが、光じゃない

目に見える可視光だけが光というわけではありませ

ん。事実、地表に降り注ぐ太陽光には、紫外線や赤

外線が含まれています。が、それを肉眼で見たこと

のある方は、いないはず。理由は、その名が表すよ

うに紫外線は『紫の外の光』、赤外線は『赤の外の光』

だから。つまり、紫外線は私たちが目で見ることの

できる光のスペクトルよりも波長が短い光で、赤外

線は光のスペクトルよりも波長が長い光というわ

け。紫外線と赤外線が、可視光と同じく太陽光の中

に含まれる光なのに目には見えないのも、やっぱり

波長が関係しているのです。では、私たちの目は、

どうなっているんでしょう？　目に光が入ったあ

と、それを特定の色として認識するメカニズムは？

まさか CCD が入っているわけでもないし……。そ

のあたりについて、ちょっと考えてみましょうか。

chapter

POINT! 錐体と杆体が認識・伝達できる波長の光が可視光線

私たちの目には 3 種類の錐体があり、それぞれ赤・青・緑に対するセンサーと

して機能しています。が、多くのほ乳類、たとえば犬や猫などは、錐体が 2 種

類しかないといわれています。もしかしたら、色彩の乏しい世界を見ているの

かも。反対に鳥類は、赤外線や紫外線の一部領域まで見ることができるとか。

どんな見え方なんでしょう？　そして誰がどうやって確かめたんでしょうね。

動物の錐体

すいたいかんたい

明るさ

長波長

中波長

短波長

杆体

赤錐体

緑錐体

青錐体

視覚情報光光

網膜

波長が短い

紫外線

赤外線

波長が長い

3 可視光線は、　　なぜ見えるの？

可視光だけが、見えるわけ

角膜と水晶体で集められた光を受け取り、その情報を伝達する役割を担うの

は網膜です。網膜には錐体と杆体という視細胞があります。錐体は色を感知

するセンサーで、主に赤・青・緑の光を受け取って信号を視神経から脳に伝

えます。杆体は主に明暗を感知するセンサーです。角膜や水晶体で集められ

た光であっても、錐体・杆体が信号に変えて視神経、そして脳へと伝達でき

ない光は脳では認識でません。可視光が見えるのは、錐体・杆体が受け取る

ことができて視神経から脳へと伝達できる波長の光だからなのです。

可視光だけが、光じゃない

目に見える可視光だけが光というわけではありませ

ん。事実、地表に降り注ぐ太陽光には、紫外線や赤

外線が含まれています。が、それを肉眼で見たこと

のある方は、いないはず。理由は、その名が表すよ

うに紫外線は『紫の外の光』、赤外線は『赤の外の光』

だから。つまり、紫外線は私たちが目で見ることの

できる光のスペクトルよりも波長が短い光で、赤外

線は光のスペクトルよりも波長が長い光というわ

け。紫外線と赤外線が、可視光と同じく太陽光の中

に含まれる光なのに目には見えないのも、やっぱり

波長が関係しているのです。では、私たちの目は、

どうなっているんでしょう？　目に光が入ったあ

と、それを特定の色として認識するメカニズムは？

まさか CCD が入っているわけでもないし……。そ

のあたりについて、ちょっと考えてみましょうか。

chapter

POINT! 錐体と杆体が認識・伝達できる波長の光が可視光線

私たちの目には 3 種類の錐体があり、それぞれ赤・青・緑に対するセンサーと

して機能しています。が、多くのほ乳類、たとえば犬や猫などは、錐体が 2 種

類しかないといわれています。もしかしたら、色彩の乏しい世界を見ているの

かも。反対に鳥類は、赤外線や紫外線の一部領域まで見ることができるとか。

どんな見え方なんでしょう？　そして誰がどうやって確かめたんでしょうね。

動物の錐体

すいたいかんたい

明るさ

長波長

中波長

短波長

杆体

赤錐体

緑錐体

青錐体

視覚情報光光

網膜

デジカメなら

赤外線が

見えちゃう！

3リモコン。ボタンを押しても光ったりしませんよね？　なのに、

テレビのチャンネルは、ちゃんと変わる。ということは……。

見えないだけで、ちゃんと何かが出ているんです。まあ、当た

り前ですけどね。では、その「何か」とは？　答えは近赤外線。

赤外線 LED が仕込まれていて、私たちの目に見える光の範囲 =

可視光域よりちょっと長い波長の光を放っているんです。

リモコンの中身は赤外線 LED

CCD、または CMOS。聞いたことがありますか？デジカメやビ

デオカメラに使われている撮像素子のことです。この CCD が

人の目でいう錐体や杆体の役割を果たしているんですが、もち

ろんすべてが人の目と同一というわけではありません。たとえ

ば可視光域。実は CCD や CMOS は赤外線や紫外線領域の一部

に対しても反応します。だから、肉眼では見えないけれど、デ

ジカメならば……という現象が起きるんです。

CCD は赤外線領域にも反応

いま、カメラ付きの携帯電話をお持ちですか？　リモコンをご

用意しましたので、この機会にぜひお試しください。詳しくは、

次ページにて……。

さあ、試してみよう

そう、見えちゃうんです。なぜ？　は、

右のページで説明します。説明はいいか

ら、試してみたい！　とおっしゃる方、

どうぞ 16 ページにお進みください。い

ますぐできる実験コーナーをご用意して

みましたので。

デジカメなら

赤外線が

見えちゃう！

3リモコン。ボタンを押しても光ったりしませんよね？　なのに、

テレビのチャンネルは、ちゃんと変わる。ということは……。

見えないだけで、ちゃんと何かが出ているんです。まあ、当た

り前ですけどね。では、その「何か」とは？　答えは近赤外線。

赤外線 LED が仕込まれていて、私たちの目に見える光の範囲 =

可視光域よりちょっと長い波長の光を放っているんです。

リモコンの中身は赤外線 LED

CCD、または CMOS。聞いたことがありますか？デジカメやビ

デオカメラに使われている撮像素子のことです。この CCD が

人の目でいう錐体や杆体の役割を果たしているんですが、もち

ろんすべてが人の目と同一というわけではありません。たとえ

ば可視光域。実は CCD や CMOS は赤外線や紫外線領域の一部

に対しても反応します。だから、肉眼では見えないけれど、デ

ジカメならば……という現象が起きるんです。

CCD は赤外線領域にも反応

いま、カメラ付きの携帯電話をお持ちですか？　リモコンをご

用意しましたので、この機会にぜひお試しください。詳しくは、

次ページにて……。

さあ、試してみよう

そう、見えちゃうんです。なぜ？　は、

右のページで説明します。説明はいいか

ら、試してみたい！　とおっしゃる方、

どうぞ 16 ページにお進みください。い

ますぐできる実験コーナーをご用意して

みましたので。

光と色の科学　基礎知識篇1 6 光と色の科学　基礎知識篇 1 7 7

リモコン　Remote Controler

用途：近赤外線を利用した遠隔操作

発光体：赤外線 LED

特徴：CCDなら点滅を確認可能

お手持ちの携帯電話で、

どうぞお試しください。

右ページのリモコンを手にとって

携帯電話をカメラモードにしたら

リモコンの発光部（黒い部分）をカメラに向けて

リモコンのボタンを押す

発光部が点滅していることがわかるはず

カメラ付きの携帯電話、お持ちですか？

リモコンの発光部分撮影してみませんか？

たぶん、下の見本のような写真が……

上のリモコンを使って、

「いますぐ」試しましょう！

光と色の科学　基礎知識篇1 6 光と色の科学　基礎知識篇 1 7 7

リモコン　Remote Controler

用途：近赤外線を利用した遠隔操作

発光体：赤外線 LED

特徴：CCDなら点滅を確認可能

お手持ちの携帯電話で、

どうぞお試しください。

右ページのリモコンを手にとって

携帯電話をカメラモードにしたら

リモコンの発光部（黒い部分）をカメラに向けて

リモコンのボタンを押す

発光部が点滅していることがわかるはず

カメラ付きの携帯電話、お持ちですか？

リモコンの発光部分撮影してみませんか？

たぶん、下の見本のような写真が……

上のリモコンを使って、

「いますぐ」試しましょう！

4 光がなければ、　　　色もない !?

物体の色は、反射 + 吸収

では私たちは、アヒルちゃんの黄色はどうやって認識しているので

しょう？　光の反射だけによるものではありません。もし反射だけ

なら、すべての物体は光の色 = 白色に見えているはず。でも実際

には、色がある。それは反射のほかにもうひとつ、「吸収」という

作用が働いているから。白色光のスペクトルを憶えていますか？　

光は波長によって、赤・橙・黄・緑・青・藍・紫に分かれるという

あれです。アヒルちゃんは、青系の光を吸収して、赤系と緑系の光

だけを反射しています。結果、赤系と緑系の波長の光だけが私たち

の目に届き、赤+緑=黄と認識しているんです。光の波長系統を赤・

緑・青で考えるのは、錐体のことを思い出していただくとご理解い

ただけるのではないでしょうか。というわけで、結論。自ら発光し

ない物体の色は、光の反射と吸収が作り出しているんです。

物体の形は、光の反射

私たちが見ている世界は、光が作り出して

います。たとえば、ここにアヒルちゃんが

います。部屋の電気を消して真っ暗にする

と、どうなるでしょう。アヒルちゃんは見

えなくなりますよね。まあ、当たり前とい

えば当たり前。けれども、これこそ、私た

ちが光で物体を認識している証拠なので

す。もちろんアヒルちゃん以外にも、自ら

が発光しないあらゆる物体に共通のこと。

物体にあたった光は、反射して私たちの目

に入ってきます。この反射してくる光で、

私たちは物の形を認識しているのです。

chapter

POINT! 物体の形や色を認識できるのって、光のおかげなんです

このページでの説明は、自ら発光しない物体に限ってのことです。たとえば電

球のように、自らが光り、自らが色を出している物体もあり、それらを「発光体」

と呼びます。ちなみに物体の発光は、電子が持つエネルギー量の変化よって起

こるもの。発光体は電子に何らかのエネルギーによる刺激を加えて発光します。

たとえば蛍光灯なら電気エネルギー、蛍は科学変化によって発光しています。

発光体

緑+赤 =黄

4 光がなければ、　　　色もない !?

物体の色は、反射 + 吸収

では私たちは、アヒルちゃんの黄色はどうやって認識しているので

しょう？　光の反射だけによるものではありません。もし反射だけ

なら、すべての物体は光の色 = 白色に見えているはず。でも実際

には、色がある。それは反射のほかにもうひとつ、「吸収」という

作用が働いているから。白色光のスペクトルを憶えていますか？　

光は波長によって、赤・橙・黄・緑・青・藍・紫に分かれるという

あれです。アヒルちゃんは、青系の光を吸収して、赤系と緑系の光

だけを反射しています。結果、赤系と緑系の波長の光だけが私たち

の目に届き、赤+緑=黄と認識しているんです。光の波長系統を赤・

緑・青で考えるのは、錐体のことを思い出していただくとご理解い

ただけるのではないでしょうか。というわけで、結論。自ら発光し

ない物体の色は、光の反射と吸収が作り出しているんです。

物体の形は、光の反射

私たちが見ている世界は、光が作り出して

います。たとえば、ここにアヒルちゃんが

います。部屋の電気を消して真っ暗にする

と、どうなるでしょう。アヒルちゃんは見

えなくなりますよね。まあ、当たり前とい

えば当たり前。けれども、これこそ、私た

ちが光で物体を認識している証拠なので

す。もちろんアヒルちゃん以外にも、自ら

が発光しないあらゆる物体に共通のこと。

物体にあたった光は、反射して私たちの目

に入ってきます。この反射してくる光で、

私たちは物の形を認識しているのです。

chapter

POINT! 物体の形や色を認識できるのって、光のおかげなんです

このページでの説明は、自ら発光しない物体に限ってのことです。たとえば電

球のように、自らが光り、自らが色を出している物体もあり、それらを「発光体」

と呼びます。ちなみに物体の発光は、電子が持つエネルギー量の変化よって起

こるもの。発光体は電子に何らかのエネルギーによる刺激を加えて発光します。

たとえば蛍光灯なら電気エネルギー、蛍は科学変化によって発光しています。

発光体

緑+赤 =黄

色には、温度が

あるらしい。

電球の色に青みがかったものや赤みがかったもの

があるのはご存じですね？　発光体の色は、青い、

赤いと表現するほかに、「色温度」を使って表す

こともできるんです。単位は K（ケルビン）。た

とえば朝明けや夕焼けは約 2500K、正午の光は約

5000K、昼光色の蛍光灯は約 6500K、蛍光灯でも

電球色なら約 3000K といった具合。ちなみに右

の写真は、懐中電灯のリフレクターをはずしたも

の。色温度を測定した結果、3420K でした。

色には、温度が

あるらしい。

電球の色に青みがかったものや赤みがかったもの

があるのはご存じですね？　発光体の色は、青い、

赤いと表現するほかに、「色温度」を使って表す

こともできるんです。単位は K（ケルビン）。た

とえば朝明けや夕焼けは約 2500K、正午の光は約

5000K、昼光色の蛍光灯は約 6500K、蛍光灯でも

電球色なら約 3000K といった具合。ちなみに右

の写真は、懐中電灯のリフレクターをはずしたも

の。色温度を測定した結果、3420K でした。

光の三原色色料の三原色

5 色を、作ってみよう

光の三原色と加法混色

理論上、赤・緑・青の 3つの色があれば、すべての色を再現できるといわれてい

るんです。なぜだと思います？　白色光は、無数の色が集まっ

てできているのに……。私たちの目の色を感知する部

分、つまり錐体は、赤・緑・青の 3 色型だから。これが

理由のようです。では、赤・緑・青を加えていく

とどうなるのか、簡単に見ていきましょう。た

とえば、赤の単色光（他の色が一切混じってい

ない 1 色のみの光）に緑の単色光

を合わせると ……出来上がる

のは黄色の光。赤・緑・

青の単色光を合わせる

と……出来上がるのは、

白色の光。このように

光の色を加えて、光の量

とバランスで色を作ることを

加法混色といい、赤（ R e d ）・緑

（Green）・青（Blue）を「光の三原色」とい

います。特徴は、加えれば加えるほど、白に近づいて

いくという点。これ、ぜひ憶えておいてください。ちなみに身の回りでこの原理を利用して

いるものは……。テレビやパソコンの画面などが代表的。どちらも、自らが発光するものだ

という点にも、どうぞご注目ください。

インクや絵の具などのことを、ここでは色料と呼びます。色料で色を作る場

合には、左ページの光の三原色は通用しません。光の三原色は、

あくまでも発光体における考え方ですから。その代わり、

インクや絵の具では「色料の三原色」という考え方

が適用されます。「色の三原色」という呼び方もあ

りますが、明確に区別するために、ここではあ

えて色料の三原色と呼ぶことにします。色料

における色の三原色は、赤・青・

緑ではなく、シアン（Cyan）・

イエロー（Yel low）・

マゼンタ

（Magenta）。光との大き

な違いは、色料は光を

吸収するということ。光

を混ぜれば混ぜるほどその量

と波長の種類が増えるのに対し、色

料は混ぜれば混ぜるほど光の量と波長の種類

が減っていきます。つまり、加えれば加えるほど、黒に

近づいていくというわけ。このように、色料の濃度とバランスで、光の量と波長の種類を減

らして色を作ることを減法混色といいます。たとえば印刷は、この CMY の原理を利用して

います。そしてCMYにさらに黒（blacK）を加えたCMYKが、カラー印刷の基本になっています。

色料の三原色と減法混色

chapter

POINT! 光は加えるほど白くなり、色料は加えるほど黒くなる

色料の三原色は、下にも書いてある通り、シアン・マゼンタ・イエローです。

理論上、これらの色を混ぜ合わせていけば、黒も表現できるわけです。が、実

際には濁った黒になってしまうことが多くて……。ならば！　と、CMY にさら

に黒を加えてしまった CMYK が、カラー印刷の基本になっているわけです。近

頃では、さらに多くの色を加えてより豊かな表現を、という技術もあるようです。

黒をプラス

光の三原色色料の三原色

5 色を、作ってみよう

光の三原色と加法混色

理論上、赤・緑・青の 3つの色があれば、すべての色を再現できるといわれてい

るんです。なぜだと思います？　白色光は、無数の色が集まっ

てできているのに……。私たちの目の色を感知する部

分、つまり錐体は、赤・緑・青の 3 色型だから。これが

理由のようです。では、赤・緑・青を加えていく

とどうなるのか、簡単に見ていきましょう。た

とえば、赤の単色光（他の色が一切混じってい

ない 1 色のみの光）に緑の単色光

を合わせると ……出来上がる

のは黄色の光。赤・緑・

青の単色光を合わせる

と……出来上がるのは、

白色の光。このように

光の色を加えて、光の量

とバランスで色を作ることを

加法混色といい、赤（ R e d ）・緑

（Green）・青（Blue）を「光の三原色」とい

います。特徴は、加えれば加えるほど、白に近づいて

いくという点。これ、ぜひ憶えておいてください。ちなみに身の回りでこの原理を利用して

いるものは……。テレビやパソコンの画面などが代表的。どちらも、自らが発光するものだ

という点にも、どうぞご注目ください。

インクや絵の具などのことを、ここでは色料と呼びます。色料で色を作る場

合には、左ページの光の三原色は通用しません。光の三原色は、

あくまでも発光体における考え方ですから。その代わり、

インクや絵の具では「色料の三原色」という考え方

が適用されます。「色の三原色」という呼び方もあ

りますが、明確に区別するために、ここではあ

えて色料の三原色と呼ぶことにします。色料

における色の三原色は、赤・青・

緑ではなく、シアン（Cyan）・

イエロー（Yel low）・

マゼンタ

（Magenta）。光との大き

な違いは、色料は光を

吸収するということ。光

を混ぜれば混ぜるほどその量

と波長の種類が増えるのに対し、色

料は混ぜれば混ぜるほど光の量と波長の種類

が減っていきます。つまり、加えれば加えるほど、黒に

近づいていくというわけ。このように、色料の濃度とバランスで、光の量と波長の種類を減

らして色を作ることを減法混色といいます。たとえば印刷は、この CMY の原理を利用して

います。そしてCMYにさらに黒（blacK）を加えたCMYKが、カラー印刷の基本になっています。

色料の三原色と減法混色

chapter

POINT! 光は加えるほど白くなり、色料は加えるほど黒くなる

色料の三原色は、下にも書いてある通り、シアン・マゼンタ・イエローです。

理論上、これらの色を混ぜ合わせていけば、黒も表現できるわけです。が、実

際には濁った黒になってしまうことが多くて……。ならば！　と、CMY にさら

に黒を加えてしまった CMYK が、カラー印刷の基本になっているわけです。近

頃では、さらに多くの色を加えてより豊かな表現を、という技術もあるようです。

黒をプラス

6 まだまだあります、私たちの身の回りの

光と色の豆知識、雑学

赤外線は見えない、

でもコタツは赤い。

イギリス、韓国、日本は赤フランス、ドイツ、スペインは黄アイルランド、中国は緑アメリカは青これ、世界のポストの色

虹は 6 色？

緑色に見える星は存在しないらしい

紅一点の由来は…

碁石は黒のほうが約 0.3 ミリ大きい

電気コタツは赤外線を利用した暖

房器具。けれども、あの赤い色は

赤外線ではありません。だって赤

外線は目に見えないわけで……。

発売当初のコタツ、実は無色だっ

たようです。でも、残念ながら売

れなかった。その後、光が赤く見

えるように着色してみたら、突然、

売上アップ！　ただ、赤くしただ

けですよ。赤は火の色、そして暖色。

見るからに暖かそうということな

のでしょう。お分かりですね。見

た目からくる心理的効果というの

が、色には確実にあるのです。

たとえばいまこの瞬間に、太陽がなくなったとしましょう。地球はすぐに真っ暗になる？　いえいえ、

約 8 分 20 秒後までは明るいままです。瞬間で届くように思える光も、実は 1 億 5000 万キロ

メートルを進むには、それほどの時間を

要するんです。

明治時代以降の日本では、虹は 7 色とい

われていますが、イギリスやアメリカで

は 6 色、ドイツやロシアでは 5 色。さら

には 2、3 色というところもあるし、8

色というところもあるようです。

ぎょしゃ座のカペラという星などは、緑

色の光を一番強く出しています。が、赤

や青の光も適度に強いので、混ざると私

たちの目には黄色に見えてしまいます。

白と黒の碁石。ぴったり同じ大きさだと、

実は黒のほうが小さく見えちゃうんで

す。なぜなら、白は膨張色、黒は収縮色

だから。明るい色や暖色系は大きく見え

て、暗い色や寒色は小さく見えるんです。

大勢の男性の中に女性が一人

いることを表す『紅一点』と

いう言葉。これ、中国の詩の

一節「万緑叢中紅一点」に由

来します。緑の草むらの中に

咲いている、赤い一輪の花の

美しさを詠ったものです。こ

の詩は色の補色対比という性

質もよく表しています。色は

補色同士が隣接していると、

互いに彩度が高められより鮮

やかに見えるのです。

chapter

6 まだまだあります、私たちの身の回りの

光と色の豆知識、雑学

赤外線は見えない、

でもコタツは赤い。

イギリス、韓国、日本は赤フランス、ドイツ、スペインは黄アイルランド、中国は緑アメリカは青これ、世界のポストの色

虹は 6 色？

緑色に見える星は存在しないらしい

紅一点の由来は…

碁石は黒のほうが約 0.3 ミリ大きい

電気コタツは赤外線を利用した暖

房器具。けれども、あの赤い色は

赤外線ではありません。だって赤

外線は目に見えないわけで……。

発売当初のコタツ、実は無色だっ

たようです。でも、残念ながら売

れなかった。その後、光が赤く見

えるように着色してみたら、突然、

売上アップ！　ただ、赤くしただ

けですよ。赤は火の色、そして暖色。

見るからに暖かそうということな

のでしょう。お分かりですね。見

た目からくる心理的効果というの

が、色には確実にあるのです。

たとえばいまこの瞬間に、太陽がなくなったとしましょう。地球はすぐに真っ暗になる？　いえいえ、

約 8 分 20 秒後までは明るいままです。瞬間で届くように思える光も、実は 1 億 5000 万キロ

メートルを進むには、それほどの時間を

要するんです。

明治時代以降の日本では、虹は 7 色とい

われていますが、イギリスやアメリカで

は 6 色、ドイツやロシアでは 5 色。さら

には 2、3 色というところもあるし、8

色というところもあるようです。

ぎょしゃ座のカペラという星などは、緑

色の光を一番強く出しています。が、赤

や青の光も適度に強いので、混ざると私

たちの目には黄色に見えてしまいます。

白と黒の碁石。ぴったり同じ大きさだと、

実は黒のほうが小さく見えちゃうんで

す。なぜなら、白は膨張色、黒は収縮色

だから。明るい色や暖色系は大きく見え

て、暗い色や寒色は小さく見えるんです。

大勢の男性の中に女性が一人

いることを表す『紅一点』と

いう言葉。これ、中国の詩の

一節「万緑叢中紅一点」に由

来します。緑の草むらの中に

咲いている、赤い一輪の花の

美しさを詠ったものです。こ

の詩は色の補色対比という性

質もよく表しています。色は

補色同士が隣接していると、

互いに彩度が高められより鮮

やかに見えるのです。

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