2014年6月7日土曜日

光と色の見え方 その2

先の記事で、以下のようなまとめ方をしました。

  • 光には波長があって、色ごとに違う
  • 太陽光はたくさんの波長が混ざった光
  • 人間の目は、「赤」「青」「緑」の受容体しかない
    • 赤、青、緑 の光の合成したものでも、他の色として認識する
  • 色が見えるっていうことは、その物質、物体によって反射してるから、見える
    • 吸収されてしまうと黒く見える

スターポリプが緑に見える


このままの理屈でいくと、スターポリプが紫に見えたり、緑に見えるのは
「紫の光を当ててるから」とか「緑の光を当ててるから」になります。

でも
  • 青色LED(+UV)を当てると、緑く見えるのか?
  • 白っぽい光(緑もちゃんと見える、緑もそこそこ含まれてるはずの)光を当てても緑く見えないのか?
はい、なんか抜けています。

蛍光色

スターポリプを蛍光色っていってたりしますので、「蛍光」がキモみたいです。
(蛍の光は、蛍光ではないそうです)

蛍光って何か

まず、原子とかその辺にフォーカスしないといけないみたいです。

原子には、原子核と電子で構成されていて、その電子は、原子核の周りをクルクルとまわってるみたいです。で、物質によって電子の数が決まっています。

しかも、どこでも回れるか?っていうと、そうではなくて、軌道がしっかり決まっていて、しかも、その軌道に何個の電子が回れるかも決まっているそうです。




赤が原子核、青が電子です。内側から2個、8個、16個以内と決まっていて、数の制約を守れるなら、内側を回るみたいです。

ですので、6個の電子の物質の場合、上のような配置が一番いいらしい。
もし、電子が下図のようになったらどうなるか?



まず、こんなことがありうるのか?というと、あり得るらしいです。
で、こうなったら、もちろん「内側がいい」と思うので、電子は内側に戻ろうとするらしいです。

なんで、内側がいいかというと、内側の方が、楽に回れる(エネルギーが少なくて済む)かららしいです。となると、電子は、内側に席が余ってるので、そっちに移ります。


そうすると、余ったエネルギーを光にするらしいです。これがこれが蛍光の一つらしいです。

電子を外に置けばいい

ということで、もともとの電子の配置、

こんな配置を、なんとかして、下図のように配置できればいいことになります。


こうなると、元に戻るときに「蛍光」で光るというわけです。この時の波長は、物質によってきまっているようです。


電子を外に移動させるには、当然エネルギーが必要となります。このエネルギーに、特定の波長の光が必要となります。これはまた蛍光の波長とは違うみたいです。紫外線だったり青色だったり。


この、電子を吹っ飛ばすエネルギーですが、トビトビの値らしいです。つまり、10必要なのに、7しか当たらなかったらどうなるか?その7は電子を吹っ飛ばす為には使われず別のために使われるみたいです。例えば熱とか。同じように10必要なのに19与えても、10しか使われないみたいです。

とすると、中途半端な光だと電子が、吹っ飛ぶことがなく、そして、蛍光もしなくなると。

まとめ

結局同じになるのですが
  • 特定の波長(電子を吹っ飛ばす波長)
  • 最低必要な強さ(トビトビの値を満足させる強さ)
の光をあててやる必要がある

なので、スターポリプに「青い光をしっかり強く当てる」が、綺麗な光につながるのだと思います。

備考

学生時代から、量子力学とか大っ嫌いでした。理由は「目に見えないから」
ううん、たぶん、記事は間違ってないと思いますが、認識違いがあったら、ご指摘いただけると嬉しいです。

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