自然界で最も珍しい色：色の物理学と進化を探る
概要
本記事では、自然界で最も珍しい色と、その珍しさを決定する要因について探求します。物理学と進化が自然界で見ることができる色を決定する上で重要な役割を果たしていることがわかります。自然界で最も一般的な色は吸収に基づくマットな色ですが、私たちの周りにある一部の物体は、可視光線に干渉するナノ構造を形成する微小な粒子でできており、構造色を生み出します。青色は最も一般的な構造色であり、赤色は最も珍しい構造色です。しかし、自然界で最も珍しい色は紫色で、可視光スペクトルの一部しか占めていません。
目次
- 物理学と進化：色の珍しさの要因
- 吸収に基づくマットな色
- 構造色
- 自然界で最も珍しい色
- 結論
物理学と進化：色の珍しさの要因
色は、光の波長が物体と相互作用することで生成されます。吸収に基づく色は、物体によって一部の波長が吸収され、他の波長が吸収されないため、残された光波によって生成されるマットな最終色を生み出します。自然界で最も一般的な色は、多くの果物や花の色を含め、このカテゴリに属します。色には、光波を吸収する色素と呼ばれる化合物が含まれています。光合成の一部として光波を吸収する様々な色素が進化しており、異なる色を生み出しますが、高エネルギーの波長は低エネルギーの波長よりも容易に吸収されます。青色の光は可視スペクトルの中で最も高エネルギーの波長を持っており、葉緑素などの色素が青色と赤色の波長を吸収して自然界のトレードマークである緑色を生み出します。緑色の光はまだかなりエネルギッシュですが、この波長を吸収するために進化した最も一般的な色素のクラスがあります。カロテノイドは、高エネルギーの青色と緑色の光を吸収し、低エネルギーの赤色と黄色の光を残します。カロテノイドはほとんどの緑色の植物に存在しますが、葉緑素がエネルギーを保存するために分解される秋にのみ見えるようになります。
吸収に基づくマットな色
自然界の多くの色素が青色の光を吸収するため、吸収に基づくマットな色の中で青色はまだ珍しい色です。青色に見える果物や花でも、実際には赤色や紫色の色素があり、特定の化学条件下でのみ本当の青色になります。色を生成する主な2つの方法のうちの1つが還元です。
構造色
2つ目の方法では、一部の波長が散乱され増幅され、他の波長を圧倒して物体の最終色を決定します。これらの構造色は、私たちの周りにある一部の物体が、可視光線に干渉するナノ構造を形成する微小な粒子でできているために生じます。様々な形状とサイズのナノ構造は、異なる波長を散乱しますが、一般的に高エネルギーの波長を最も簡単に散乱します。そのため、青色は最も一般的な構造色です。一方、赤色などの低エネルギーの波長は、弱く散乱されるだけです。赤色の光を強く散乱する特定のナノ構造が進化しても、他の波長と共鳴し、照明と観察の角度によってのみ赤色に見えます。
自然界で最も珍しい色
吸収に基づくマットな青色と構造的な虹色の赤色の間で、構造的な赤色はずっと珍しいです。赤色の光を散乱する動物や岩はわずかであり、赤色の光を独占的に散乱するものはありません。しかし、自然界で最も珍しい色は紫色です。紫色の光を独占的に散乱する正確なナノ構造はわずかであり、紫色の波長は青色の波長よりもエネルギッシュであるため、色素に吸収される可能性が高いです。
結論
結論として、自然界での色の珍しさは、物理学と進化によって決定されます。自然界で最も一般的な色は吸収に基づくマットな色ですが、私たちの周りにある一部の物体は、可視光線に干渉するナノ構造を形成する微小な粒子でできており、構造色を生み出します。青色は最も一般的な構造色であり、赤色は最も珍しいです。しかし、自然界で最も珍しい色は紫色で、可視光スペクトルの一部しか占めていません。
