色とは何か（＆透明とは何か）

以前の記事で、なぜ空は青いのか、なぜ雲は白いのか、といったことを説明しましたが、これに限らず、あなたの身の回りにはたくさんの色があると思います。

そこで今回は「色とは何か」ということについて説明していきたいと思います。

まず、前提として覚えておいてほしい事項が２つあります。

１．光源から発せられる光の違いを、人間は「色の違い」として認識する。

２．物質自体が色を持っているわけではなく、光を反射することで色を持っているように見えている。

これらについて順番に説明していきます。

１．光源から発せられる光の波長の違いを、人間は「色の違い」として認識する。

太陽や電球など、光を発する発行体のことを「光源」と言いますが、光源から発せられた光は、その種類ごとに様々な波長を持っています。

人間は、その波長の違いを「色の違い」として認識しているのです。これが、色の正体です。

ちなみに、太陽は全ての波長の光を発しており、全ての波長が混ざると光の色は「白」に見えます。

２．物質自体が色を持っているわけではなく、光を反射することで色を持っているように見えている。

先ほどの説明で、色の正体は「光の波長」であることが分かりました。
しかし、光を発しない物質達も様々な色を持っています。

これは、物質自体が色を持っているわけではなく、光を反射することで、物質自体が色を持っているように見えるだけなのです。

例えばリンゴ。リンゴが赤く見えるのは「アントシアニン」という色素によるものですが、アントシアニンは、

「赤色以外の光を吸収することで自分のエネルギーとし、赤色の光だけは吸収せずに反射する」

という性質を持っています。

そのため、私たちの目には反射された赤色の光が見えるため、リンゴは赤く見える、というわけです。

先ほど、光の波長ごとにエネルギー量が異なる、という説明をしましたが、物質ごとに吸収できるエネルギー量が異なるため、自分が吸収できない光の波長を反射することになります。

その反射した光の色が、その物質の「色」として見えるのです。

光を受けた物質が、反射として外部に光（や熱）を放出する仕組みについて、原子レベルで少し詳しい解説をしてみます。（興味のない方は読み飛ばしてください。）

物質を構成する原子は、中心の原子核に、電子が引き付けられることで作られています。

通常、電子は決められた軌道を動いていますが、原子核の束縛を切って飛び出すほどのエネルギーは持ちません。

そこに光が当たると、光のエネルギー（※）により電子が振動し、一時的に軌道の外に飛び出します。（これを励起状態といいます。）

※光のエネルギーについてはコチラ⇒光とは何か

電子の振動が、原子外部の原子に伝わることで、熱として放出されます。
また、電子の振動により、周囲に磁場⇒電場が生じ、それが光として外部に放出されます。

外部に熱や光として自身の振動エネルギー渡した電子は、またエネルギーを失い、原子核に引っ張られもとの電子軌道に戻ります。

これで「色」とは何か、ということについては理解していただけたかと思います。
最後に色と呼べるかは微妙である「透明」について説明したいと思います。

透明とは、透けていて、向こう側が見える状態のことを指します。

これも、先ほどの光の吸収で説明ができます。

透明な物質というのは、光を吸収しない、かつ、反射もしない物質のことを指します。
その物質に光が当たった時に、吸収も反射もされないので、光はそのまま通り抜けることになります。

そして、光が別の物質にぶつかって反射してくると、その色が見えることになります。
これが「透明」の正体です。

以上、「色とは何か（＆透明とは何か）」ということについて説明しました。

物質自体が色を持っているわけではない、というのは不思議な感じではありますが、暗い場所でモノの色が見えないことを考えると納得していただけるのではないでしょうか。