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東京タワーやオレンジ色の鉄橋が遠景で見ると赤にしか見えないのはなぜでしょうか?
近づくとオレンジなのに、遠くで見ると赤に見える理由を教えてください。
赤方偏移なわけはないし、大気による高エネルギー吸収も東京タワーが見えるくらいの距離ならたいしたことなさそうです。
赤以外の構造物が遠景だと目立たない理由と同じだと思うのですが。
目の錯覚? あるいは目の色素受容体の機構によるもの? 色の屈折率の違いなどによるもの?など原因と根拠をしめした科学的な回答をお願いします。

●質問者: gontaro-kamura
●カテゴリ:科学・統計資料
✍キーワード:エネルギー オレンジ 受容体 大気 屈折率
○ 状態 :終了
└ 回答数 : 4/4件

▽最新の回答へ

1 ● taku0208
●100ポイント ベストアンサー

オレンジ色の物体を遠景で見ると、当然のことながら小さく見えます。

人間の目は面積の小さいものよりも、大きなものを見るときの方が、彩度・明度が高く見える性質があります。

http://www.color-sp.com/2006/02/post_29.html

そのため、遠景でオレンジの物体を見ると明度・彩度が下がり、赤く見えるのです。

人間は網膜状に錐体という、赤、緑、青に感じる3種類のセンサーを持っており、この3つのセンサーの刺激を能に送って色を認識します。

http://www.stkm.net/hikari2/hp4/ironotikaku1.htm

オレンジ色は、赤と緑を刺激し、赤の方が多い場合の色です。

明度・彩度が下がると言うことは、その刺激が小さくなると言うことであり、

その結果刺激の多い赤が相対的に強くなり、赤く見えるのです。

◎質問者からの返答

ありがとうございます、大変明快なお答えでした。

なるほど色の面積効果というものですか。

とすると写真に写した遠景のオレンジが赤くみえるものをソフト的に拡大しても、

もとの色よりは赤く見えるってのも、人の目のセンサーと同じ機構で説明できますかね。


2 ● kappagold
●13ポイント

いくつかの複合要因があります。

taku0208さんが、人間の構造面からの説明をしてくれていますので、それは省略して他の要因の説明をします。


空気は透明のように見えても、完全には透明ではありません。

特に東京(URLは川崎の報告ですが・・・)では、光の散乱や吸収の原因となる浮遊状粒子や光化学オキシダントも多く、また水蒸気も光の散乱や吸収を行なうため、遠景になると、光の吸収や散乱が起こります。

taku0208さんが、書いたように明度・彩度が下がると(オレンジ色に黒を混ぜていく感じ)、なんとなく赤っぽくなります。

http://www.city.kawasaki.jp/press/info20070720_3/item1285.pdf

また、明度彩度が下がるということは、それだけ光が吸収散乱を受けているという事です。

東京タワーのオレンジ色は、単一の光によるオレンジ色ではなく、様々なスペクトルの光が合わさる事によって、オレンジ色に見えています。そのため、波長の長い赤色の光の減少に比べて、波長の短い黄色などの光の減少が大きくなります。そのため、近くと遠景での波長組成を比較すると、遠景の場合は赤色に若干偏る事になり、赤っぽく見えるのです。


可視光線について

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%8F%AF%E8%A6%96%E5%85%89%E7%B7%9...



また、赤色以外の建物が目立たない事に関しては、赤色が血の色である事にも関係して、赤色の視認性がよい事があげられます。そのためを注意には赤色を使う事が多いのです。

赤色が体に及ぼす効果として 心拍数を上げる アドレナリンの分泌をよくする 新陳代謝を促進する 自律神経を刺激し、緊張状態にするなどの効果があることが知られています。

◎質問者からの返答

可視光の減衰に関してですが、短波長における減衰は大気ではそれほど高くなく、そのため太陽の色が赤く見えるのは大気を通過する距離が長い朝方と夕方だけと認識しています。また質問は東京に限った質問ではありません。

よって、構造物が視認できる距離での大気中における距離依存の短波長減衰は有意な影響ではないのではないでしょうか?

視認性に関しては漠然とは認識していますが、視認性を科学的に解明するような根拠があればと思います。


3 ● kappagold
●26ポイント

このサイトのグリーンレーザーの写真を見てください。

http://www.teleradiology.jp/MRI/06_goods/green_laser/laser.html

通常の室内でも、光路が見えます。このように、大気中でも減衰が起こります。

この散乱は、やはり短波長のほうが起こりやすいです。


また、説明が悪かったのですが、太陽光が赤色に見えるのは、赤色以外の光がほとんど減衰してしまっているからです。

数値は適当ですが、例えば、短波長100%→1%、長波長100%→10%、このように考えます。この場合、減衰率は10倍違います。

太陽光は非常に強いので、大きく減衰してもまだ見えます。

今回の大気中の減衰に関しては、短波長100%→30%、長波長→50%、程度の減衰を考えました。この場合、減衰率は、1.4倍程度の違いです。

減衰率の違いは小さいですが、この場合、短波長と長波長の組成比が変わるので、赤色が強くなります。


冬場の東京から富士山が見えるときに撮った遠景の東京タワーと、夏場の晴れてはいるがそんなに視程がないときに撮った遠景の東京タワーの写真の色を比べられれば、上記の説があっているかどうかの確認が取れるのですが・・・。

◎質問者からの返答

遅くなってしまってすいません。

グリーンレーザーの現象は、レイリー散乱しているためにグリーンの波長のほうが散乱されやすいということですね。

(レイリー散乱に関しては自力で調べました。)

できれば概念的な説明ではなく、そういう説明がほしかったです。


4 ● taku0208
●12ポイント

>とすると写真に写した遠景のオレンジが赤くみえるものをソフト的に拡大しても、

>もとの色よりは赤く見えるってのも、人の目のセンサーと同じ機構で説明できますかね。

写真を拡大した場合は、同じ機構では説明できませんね。

kappagoldさんがおっしゃっている、光の散乱や吸収もあるかもしれません。

http://okwave.jp/qa2852237.html

>構造物が視認できる距離での大気中における距離依存の短波長減衰は有意な影響ではないのではないでしょうか?

とのご意見ですが、おそらくオレンジが赤に見えるためには、少し短波側の吸収が多くなる程度で良いように思われるので、案外「構造物が視認できる距離」でも赤く見えるのかもしれません。(根拠はありませんが。)

たぶん短波長側の吸収が減衰するのは、空気中のちりや水蒸気が主な原因と考えられます。空気の澄んだ日と水蒸気の多い(霞んだように見える)日との比較をすれば何か分かるかもしれませんね。(ただし、デジカメがホワイトバランスをオートで調節する機構を持っている場合は注意が必要です。)

◎質問者からの返答

遅くなってすみません。

ひょっとしてデジカメの素子においても人間の目のように面積効果があるのではないかと思ったのですが。

後は自力で調べてみます。

ありがとうございました。

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