色の色々な話

黒い服に吸収された光はどこに行く？という面白い表題の記事を見ました。色については分かっているようで、曖昧な部分が多い気がしますので少しまとめてみます。

私たちが普段目にする「色」には、大きく分けて2種類あり、光についた色と物についた色です。例えばテレビやパソコンの画面上の色は光の色であり、部屋の電気を消しても見える色ということになります。これらは、発している光そのものの波長の違いによって、さまざまな色に見えます。この光の色はすべての色が混ざると白くなるという性質を持っています。

一方着ている物の色などは、それ自身が光を発しているわけではなく、電気などのひかりを反射することで色づいて見えるのです。身の回りの物はすべて光を反射させることで色が見えるわけですが、なぜ同じ光を反射させているのに様々な色に見えるのかということになります。

例えばほとんどのリンゴは赤い色をしていますが、表面が電気などの白色光の赤以外の色を吸収する性質を持っているからです。

色を識別する器官は、目の中にある錐体細胞で、人間の目は赤・緑・青の3種類で色を見分けています。犬の場合は黄緑・紫の2種類しかないため、人間とはかなり違った色を認識しているようです。この色の認識の理論はなかなか面白いのですが、ここでは省略します。

さてすべての光を吸収してしまうと、黒く見えるわけですがこの吸収された光はどこに行ってしまうのかというのが、今回の本題です。物体が光を吸収すると、その物体は若干温度が上昇する、つまり光のエネルギーが温度上昇に使用されるのです。

温度が上昇するということは、その物体の分子や原子の運動が激しいということで、光の持つエネルギーが、原子や分子の運動エネルギーに変わるわけです。これは非常に小さいものですので、実際に温度上昇を感じることは無いようです。

これを非常に強くしたものが電子レンジやオーブンです。電子レンジはマイクロ波をあてて水分子を運動させて温め、オーブンは赤外線によって加熱するわけです。レンジに用いられるマイクロ波は水分子のみに吸収されるため、水分子レベル（内側）から温まります。オーブンの赤外線は、ほとんどの物質で吸収されるため、表面が焼かれる形になるわけです。

色から外れますが、すべての物体は温度を持っており、その温度に応じた波長の電磁波（主に赤外線）を放出しています。人間の体が出している赤外線を分析するのがサーモグラフィーという機器になります。

ここで光とは何かとか、いろいろ出てきますが、吸収された光が分子の運動エネルギーに変わるというのは面白い話でした。