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意外と身近にたくさんある!知っておくと楽しい構造色の話

意外と身近にたくさんある!知っておくと楽しい構造色の話

シャボン玉やCDの表面に、虹色のような不思議な色が次々に変化していく様子を見たことはありませんか?もの自体に色がついているわけではないのに、光の性質によって見える色を『構造色(玉虫色)』と呼びます。

見る人を引きこむあの幻想的な色合いは、いったいどのような仕組みで発生しているのでしょうか?

構造色の仕組みを理解するためのキーワードは“光の波長”

構造色_02

光は波のような性質を持っていて、海の波のように上下に揺れて進みます。波の谷(一番低いところ)から谷、あるいは山(一番高いところ)から山までの距離を波長といいます。

光は無色透明に見えますが、赤・橙・黄・緑・青・藍・紫の7色で構成されています。それぞれ波長が違い、赤が最も長い波長、紫が最も短い波長となります。
また、光にはほかにも以下のような性質があります。

屈折:物体の中に入ると曲がる
反射:物体に当たって跳ね返る
干渉:光の波の山と山が重なり合って強くなったり、山と谷で打ち消し合ったりする

このような光の性質の結果、強くなった波長の色が私たちの目に届きます。

構造色ができるまで

構造色は、ものの表面の構造によって光の屈折・反射・干渉などが起き、結果的に強められた波長が見る人の目に届くことで認識される色といえます。シャボン玉やCDなど身近にあるものを例に挙げ、実際にどのような現象が起こっているのか見ていきましょう。

●シャボン玉

シャボン玉の薄い膜は、実は場所によって微妙に厚みが違います。もともと厚みが異なっているうえに、風や重力などでも休むことなく形が変わっていき、さらに浮き上がるので、私たちが見る角度も変わります。

光はシャボン玉の薄い膜に入り、膜の中で何度も屈折します。そして、膜の内側で反射し、屈折や干渉をした結果、波長の強まったいくつかの光が私たちの目に届きます。

シャボン玉の形や私たちがシャボン玉を眺める角度は常に変わっているので、その都度いろいろな光が目に届くことになり、虹色に見えるのです。

●昆虫や魚

“玉虫色”の語源であるタマムシやカナブンといった昆虫、そして、魚の表面にも構造色を見ることができます。昆虫や魚の体表面は複雑な多重構造をしているため、人間の見る角度によって多彩な色が現れるのです。

●CDやDVD、Blu-rayディスク

構造色_03

CD、DVD、Blu-rayディスクといった光学ディスクの表面には、小さな穴がらせん状に並んでいます。この穴で音楽や映像といった情報を記録しているのです。

光学ディスクの穴は光の波長と同じくらい小さいので、そこに光が当たると光の波長を強め合う方向により強く拡散され、色が虹のように分かれて見えます。

日常生活でもよく目にする構造色は、実はこんな複雑な仕組みで発生していたのですね。上記に挙げた以外にも、メガネや油膜、真珠など、構造色が現れるものは意外と身近にたくさんあります。

疑問に思った現象が解決すると、ちょっとだけ満たされた気持ちになるもの。あの不思議な色合いを見たら、「あ、これは構造色だな」なんて思い出してみてください。

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(参考)
CCS株式会社|第22回 シャボン玉の色
https://www.ccs-inc.co.jp/guide/column/light_color/vol22.html
東邦大学メディアネットセンター|青い魚はなぜ青い?
http://www.mnc.toho-u.ac.jp/v-lab/fish/color/color1.html
大阪市立科学館|色がついてない?「構造色」
http://www.sci-museum.jp/files/pdf/study/universe/2013/10/201310_16-17.pdf
積水化学工業株式会社|自然に学ぶ研究事例
http://www.sekisui.co.jp/csr/contribution/nextgen/bio_mimetics/1174534_27856.html
KONICA MINOLTA|人間は、特定の波長を色として感じることができます。
https://www.konicaminolta.jp/instruments/knowledge/color/section1/02.html

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黒や茶色だけじゃない!? 世界の“瞳の色”はこんなにある!

黒や茶色だけじゃない!? 世界の“瞳の色”はこんなにある!

瞳の色は人によってさまざまで、生まれた国や地域によっても異なります。日本人は基本的に黒っぽい色ですが、中には明るめのブラウンの方もいますよね。

外国人だと青い瞳のイメージが強いですが、緑や紫など珍しい色の瞳を持つ方もいます。はたして、世界に瞳の色の種類はどれだけあるのでしょうか?

茶色から赤や紫まで、瞳の色の種類は多種多様

瞳の色_02

瞳の色は大きく分けると8種類あり、主に虹彩に含まれる色素『メラニン』の含有量や割合で決まっています。

●ブラウン

日本を含む東アジアやフィリピン・タイなどの東南アジアでは、ダークブラウンの人が多く見られます。日本人の黒に見える瞳も基本的には暗めの茶色であり、ブラウンの瞳に属するといえます。対して、ヨーロッパや西アジア、南アジアではライトブラウンが大半です。

●ヘーゼル

「淡褐色」とも呼ばれるヘーゼルの瞳を持つ人は、世界の人口の5~10%ほど存在します。アジアにはほとんど見られず、アメリカやヨーロッパなどの白人種に多い色です。

●アンバー

アンバーは別名「琥珀色」といい、猫や犬などの動物に多く見られます。特殊な色素『リポクローム』が沈着することで現れ、黄色みがかった色をしているのが特徴です。人にこの色が発現することは珍しいとされています。

●グリーン

グリーンの瞳を持つ人も少なく、世界ではアンバーの瞳と同じ程度の約2%しかいません。世界の全人口が約75億人なので、約1億5,000万人がグリーンの瞳となります。このように考えると日本の全人口よりも多いことになりますが、日本人にはめったに見かけない瞳の色です。

●ブルー

ブルーの瞳は、世界に6人に1人の割合で存在します。白人種に多く見られ、ヨーロッパでは一般的な瞳の色です。ただし、ブルーは劣性遺伝であることから、他の色の瞳を持つ人との間に生まれた子どもの瞳は青くならないことが多いとされています。

●グレー

グレーの瞳はブルーの瞳と色味が近く、メラニンの量が多い場合はグレーに、少ない場合はブルーになります。ロシアやフィンランドといった北ヨーロッパ・東ヨーロッパに多く見られる瞳の色です。

●バイオレット

バイオレット(青紫)の瞳を持つ人はかなり珍しく、見かけることはめったにないそう。バイオレットの瞳を持つ人は劣性遺伝、あるいは突然変異で産まれるケースが多く、生まれた子はアルビノの症状を持っているケースもあります。

●レッド

最も珍しい瞳の色で、世界でも全人口の0.001%しか存在しません。アルビノの中でも特に、メラニンの欠乏の度合いが大きい人にしか見られないそうです。

上記以外に、左右で瞳の色が異なる「オッドアイ」を持つ人もいます。『虹彩異色症』ともいい、先天的なもののほか、遺伝性の疾患や緑内障、事故やけがでの虹彩の損傷などが原因で発症します。

赤や紫といった珍しい瞳の色を生む『アルビノ』とは?

瞳の色_03

レッドやバイオレットの瞳を持つ人は、『アルビノ』に関連していることがほとんどです。

アルビノとは、体内でメラニンを生成する際、関連する遺伝子情報が欠けていることで先天的にメラニンが欠乏する疾患です。髪の毛を含めた体毛や肌が白く、瞳は赤いのが特徴で、劣性遺伝や突然変異により発症します。

ただし、赤くなるのは虹彩の部分ではなく瞳孔の部分で、メラニン色素がないため血管を通る血液の色がそのまま見えてしまうので、瞳が赤く見えるのです。

また、両親の一方がレッドの瞳を持ちもう一方がブルーの瞳を持つ場合、確率が非常に低いため発現はまれですが、バイオレットの瞳を持つ子が生まれることがあります。

今回は大きく分けて8種類の瞳の色をご紹介しましたが、世界で見られる瞳の色は本当に多彩で、こまかく分ければ数え切れません。瞳の色は、1人1人が持つ個性や魅力のひとつだといえるのかもしれませんね。

▼“瞳の色”に興味がある方にはこちらの記事もオススメ!
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〈参考〉
人間の瞳の色は世界中で何種類あるのか?|EYE EYE
http://eyeeye.vision/2015/11/12/post-1067/
ヒトの虹彩の色|Wikipedia
https://ja.m.wikipedia.org/wiki/ヒトの虹彩の色

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