虹の色〜「にじの国のひみつ」の裏話その2 | ひろじの物理ブログ ミオくんとなんでも科学探究隊

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 虹の七色はもともとプリズムで光の分散を発見したニュートンが名付けたものです。

 

 

 なぜニュートンが七色にしたか、というのは、ヨーロッパの古来の文化を知れば想像がつきます。

 

 「7」という数はなにかにつけて尊ばれる数です。

 

 惑星の数も古来から「7」(といっても、太陽、月をいれての7ですが)これが、曜日の名前、月火水木金土日にもなりました。(これについては、以前、別の記事で詳しく書いたので、そちらをご覧ください→七曜の起源

 

 マックス・エルンストのコラージュ・ロマン『慈善週間または7大元素』(1934年)もその伝統に則った本ですね。こちらはギリシャ時代のアリストテレスによる4大元素(天井の元素エーテルも含めれば5大元素)を独自のアレンジをして7大元素にしたようです。

 

 なお、虹の七色の仕組みをきちんと研究したのはデカルトが最初だそうです。(堀健夫『物理学総論』下巻による)

 

 ヨーロッパの七曜制は、日本にも伝わっているので、光の七色も輸入品的なものだと思われます。

 

 「せきとうおうりょくせいらんし」という呪文を、ぼくも昔(小学校の時だったかなあ)先生から習いました。

 

 それが赤(せき:あか)橙(とう:だいだい)黄(おう:き)緑(りょく:みどり)青(せい:あお)藍(らん:あい)紫(し:むらさき)の漢字の読みであることを知ったのは、もっと後になってからでした。

 

 でも、じっさいにプリズムで光を分け、それをじっくり見てみると、決して単純な七色でないことがわかります。

 

 色は徐々に変化し、赤から始まって紫に至ります。

 

 肉眼でみた感じでは、黄緑色に見える部分がけっこうひろくて、なぜ虹の七色に入らなかったのだろうと思ってしまいます。

 

 一方、青のあたりはかなりあやしげです。

 

 青と藍の境目は非常にわかりにくいし、紫の光ははしっこのほうでほんのちょっと紫かな〜って見えるくらい。

 

 これは、人間の目の問題であって、光自体の問題ではありません。

 

 人間の目にある光を感じる細胞は、明暗を感じる桿体(かんたい:細胞がさおのようなかたちからこの名称になった)と、色を感じる錐体(すいたい)があります。

 

 錐体は網膜の中央近くに多く、桿体は網膜の周辺部に多いので、明暗は視界の隅でとらえ、色は視界の中央でとらえます。このへんの実験は、別の記事(錯視・錯覚の物理学2〜先進科学塾講座より)に詳細をしめしてありますから、そちらをご覧ください。

 

 この錐体、基本的に赤、青、緑にあたる波長の光に強く反応するんですね。いってみれば、ほかの色は、この三つの組み合わせにより脳で色を判断しています。

 

 だから、便宜上「赤い光の波長」とか「黄緑色の光の波長」とか使っても、本当にそういう色の光があるわけではありません。あくまでも、光子のエネルギーにより光子の振動数(それで波長が決まります)が決まるだけで、「赤い光子」というものがあるわけではないのです。

 

 それが赤いかどうかは、人間の認識する側の問題です。

 

 当然ながら、犬や猫は人間が「赤」だと思っている波長の光を違う色として感じているかもしれません。だいたい。犬猫は人間には見えない赤外領域の光が見えます。それをどんな色として感じているかは、謎です。

 

 犬猫は人間に比べると視力が弱く、光より音や匂いに対する感度が高いので、光をどう感じるかを論じるのもあまり意味がないのかもしれません。

 

 閑話休題・・・

 

 光を七色に分けたものを専門用語でスペクトルといいますが、スペクトルで目立つのはやはり赤と緑、青。紫はスペクトルの端に少しだけの幅で現れます。

 

 ところで、青、藍が見分けづらいのは、ぼくたちだけではないようです。

 

 最初、ニュートンが「7色」とした光のスペクトルですが、ぼくのてもとにあるアメリカのヘーウィットさんが作った『コンセプト・フィジクス』(邦題コンセプト物理)には、光は「赤橙黄緑青藍紫」ではなく「赤橙黄緑青紫」の6色で教えています。(イギリスの教科書もそうだったと思いますが、今手元にないので確認できません。ごめんなさい。確認できたら、追加します)

 

 ぼくもそれにならって、授業では6色で教えるようにしています。生徒にとっても、藍色を使わない方がわかりやすいようです。

 

 

 

 じつは、マンガ「にじの国のひみつ」でも、ところどころずるして、7色ではなく6色で虹を描いていました。このコマもそう。よく見ると6色です(笑)・・・

 

 描くのが大変だったということと、7色にこだわらないほうがぱっと見た感じできれいに見えるというのが理由です。もちろん、がんばって7色使ったところもありますので、探してみてください。

 

 虹の色を何色で示すかは、お国柄それぞれですので、興味のある方はお調べになってはいかがでしょうか。

 

 ぼくはむしろ、何万色もある色(人間の目の識別能力はすごいなあ)の虹をわかりやすい7色にして覚えやすくしたニュートンの発想が好きです。

 

 だって、実際に実験してみれば、7色がくっきりわかれているようなスペクトルはありませんからね。

 

 プリズムは日常の生活品の中にありますから、そこに太陽光が当たって光のスペクトルを見ることができることがあります。(こちらの記事「光のスペクトルと、理科教育」にその実例がありますので、興味のある方はどうぞ)

 

 では、今回はこのへんで。

 

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