自然界の最も珍しい色：色の物理学と進化を探る

概要

この記事では、自然界で最も珍しい色とその珍しさの原因について探求します。自然界で色が生成される2つの主要な方法、吸収に基づく色と構造色について、物理学と進化が私たちが見る色を決定する役割について説明します。青と赤はそれぞれ異なる珍しさを持っていますが、自然界で最も生成されにくい色は紫色です。

色の物理学と進化

自然界の色は、光の波長が物体と相互作用することで生成されます。物理学と進化が私たちが見る色を決定する役割を果たします。吸収に基づく色は、特定の光の波長が物体に吸収され、他の波長は吸収されません。多くの果物や花の色は、このカテゴリーに属します。色は、光波を吸収する化合物である色素でいっぱいであり、光合成の一部である太陽光をエネルギーに変換する過程で光波を吸収します。

吸収に基づく色

異なる植物は、異なる色を生み出す色素を進化させてきましたが、高エネルギー波長は低エネルギー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で最も高エネルギー波長の一部を占めており、葉緑素など、多くの色素が青色光を吸収するように進化してきました。青色や紫色に見える果物や花には、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。

構造色

構造色は、一部の光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的な色を決定する現象です。構造色は、私たちの周りのいくつかの物体が、可視光を干渉させるナノ粒子でできているために起こります。様々な形状や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波長を最も容易に散乱するため、青色が最も一般的な構造色です。何かが赤色の光を強く散乱する特定のナノ構造を進化させても、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

青色と赤色はそれぞれ異なる珍しさを持っていますが、自然界で最も生成されにくい色は紫色です。紫色の光を排他的に散乱する精密なナノ構造はほんの数種類しかなく、紫色の波長は青色よりもエネルギーが高いため、色素に吸収されやすいです。したがって、紫色の皇帝蝶の虹色の翅は、本当に自然界で最も珍しい光景の1つです。