分光とスペクトル／物体色

1．分光とスペクトル

複合光を、各波長の単色光に分けることを、「分光」と呼びます。分光をする際に、最もよく使われる機器が「プリズム」です。「プリズム」は、光の屈折率が波長によって異なるという性質を利用した光学素子であり、ガラス、水晶などの透明な物質で出来た多面体です。三角柱の形状をしたものが最も一般的です。
プリズムに光を当てると、波長の短い光ほど屈折率が大きく、波長の長い光ほど屈折角が小さくなります。そのため、プリズムを通過した光は、波長ごとに分解されます。なお、プリズムを通すことによって得られる色を、波長の順番に並べたものを「スペクトル」といいます。太陽光のスペクトルは、綺麗な虹色の帯になります。

また、分光した際に得られた光が、どの波長がどれくらいの割合で含まれているのかを表したものを「分光分布」といいます。分光分布を示した図からは、昼間の太陽光は全ての波長がほぼ均一になり、夕方の太陽光は、波長の長い光がやや多くなるということが読み取れます。

2．物体色

光は、物体に当たると、「反射」「透過」「吸収」などの振る舞いをします。
物体に光が反射して見える色のことを「表面色」、物体が光を透過することによって見える色を「透過色」と呼び、表面色と透過色の二つを合わせたものを、「物体色」と呼びます。なお、物体に吸収された光は、色として認知出来ません。

例えば、りんごが赤く見えるのは、りんごの表面にある「アントシアニン」という色素が、高波長の光の反射率が高く（＝吸収率が低い）、短波長や中波長の光の反射率が低い（＝吸収率が高い）ためです。
また、ワイングラスに入った赤ワインがワインレッドに見えるのは、赤ワインが、高波長の光の透過率が高く（＝吸収率が低い）、短波長や中波長の光の透過率が低い（＝吸収率が高い）ためです。
なお、赤ワインの中でも、高波長の光をより多く透過するものほど、より鮮やかな赤色に見えます。一方、高波長の光の透過率がそこまで高くないものは、くすんだ赤色に見えます。