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トンボの色彩とサイエンス

トンボの色彩とサイエンス

1.トンボの色彩と色相環
トンボにみられる色彩は、黄色系・緑色系・青色系・赤色系と茶色系に分類され、それらに白と黒を加えた彩りをしている。色相環に、キイトトンボ(黄)・コヤマトンボ(緑)・オオルリヤンマ(青)・ハッチョウトンボ(赤)の複眼写真を貼り付けてみた。色相環の対角線上にある色は、互いに補色になっている。
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2.色彩とは何か?複眼の”輝き”とは何か

疑問を解く上で、物質と光との関連について述べておく。物質は、複数の原子が結合してできる分子の集合体である。分子の内部構造と光について図示する。内部の電子が不連続なエネルギーレベルの軌道を運動している事と、光が振動数に比例するエネルギーΔE(光)=hν(hはプランクの定数)を持っている事が、物質の光を吸収・発光する要因となる。色彩に関連する光は、可視光線である。
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3.物質による光の吸収と発光

不連続なエネルギーレベル、E1,E2,・・・を持つ電子が、E1からE2の軌道に励起する場合には、ΔE= E2-E1のエネルギー必要となる。可視光線の中にこのΔEと等しいエネルギーを持つ光が含まれていると、光の吸収が起きる。吸収された色光が除かれた反射光は、物質の色である。この反対は発光で、トンボの複眼の輝きともなる。図1の色相環で、対角線上で補色関係にある色彩が、物質に吸収された色光と物質の色とを互いに表している。

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4.トンボの体色変化:色素化合物と化学変化

体色変化について、産総研の二橋氏の研究がある。下図はその研究内容で、二種類の色素化合物が同定され、それらが酸化反応により黄色(酸化型)から赤色の体色に変化することが報告されている。さらに、赤色(還元型)の色素化合物は、紫外線に強い抗酸化物質として働く事も見出している。
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