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色見本

ライトアップを見ると、たとえLEDを使っていて消費電力が少ないといっても、3月11日とその後のことを思い出しながら、無駄なものが何故復活してしまうのか不思議におもうのだけれど
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はLEDの色見本として、ちょっと良いかなと思ってしまった。
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by ZAM20F2 | 2014-12-20 18:58 | 街角系 | Comments(0)

赤色LED照明下の色味+α

寄り道をしてしまったけれど、まずは赤色LED下の色味。
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完全に赤一色だ。続いて、青と赤のLEDで照明したもの
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そして、赤と緑
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最後は3色を使ったもの。
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これはもう、白色照明と区別がつかない。
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by ZAM20F2 | 2014-12-18 21:37 | 科学系 | Comments(0)

青+緑LED照明下の色味

一昨日、昨日の話の続きからは赤のLEDによる照明になるはずなのだけれど、少しばかり道を外して、青+緑LED照明下の色味をお見せする。
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やり方は、青色LEDと緑色LEDを直列接続してそのまま点灯している。なかなか青緑な世界だ。
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by ZAM20F2 | 2014-12-17 21:44 | 科学系 | Comments(0)

緑色LED下の色味

青色LEDばかりがもてはやされているけれども、他の色のLEDも存在する。今日は緑色LEDの照明。といっても
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のLEDを白い紙にあてると
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となって、カラーチャートを照明すると
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となるという話なのだけれども。
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by ZAM20F2 | 2014-12-16 23:06 | 科学系 | Comments(0)

目に悪そう

目に悪そうなLEDだけで川を照らす催しがあると聞き、覗きに行ってみた。
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確かに目に悪そうな色一色で、周りの明かりが届かないところは照明の色だけになる。
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それにしても、この催し、目を悪くしたい人が多いらしく混雑のため土日は中止になっているらしい。
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by ZAM20F2 | 2014-12-14 18:14 | 風景系 | Comments(0)

干渉フィルターの色味変化(Ⅳ)

干渉フィルターは本来透過と反射は補色関係になるべきである。
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この写真は透過状態で撮影したもので、BGRの色が見えているが、透過側の照明を落として反射光を中心にすると
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青が黄色に、緑がマゼンタに、赤がシアンになる。一部だけ反射光源をあててみたのが
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で、透過と反射で色味が反転するのがよく分かる。
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by ZAM20F2 | 2014-12-09 20:28 | 科学系 | Comments(0)

クラゲの構造発色についてのメモ

クラゲの中には水槽の中で光を放つものがある。光を放つといっても発光しているのではなく、照明光を反射している。
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この写真は今ひとつで、もっときれいな写真は「春夏秋冬」さんの水生動物雑記帳にある。
この手のクラゲが光って見える機構の解説依頼がコメントであり、コメント欄だけでは無理なので、記事として上げることにした。といっても、クラゲの色は専門外なので(世の中にクラゲの色の専門家が存在するか自体も興味あるところだけれど。食べることに関してはクラゲ普及協会なる組織があるようだ)、まずは頼ったのは、この業界の教科書「生物ナノフォトニクス-構造色入門-」(木下修一:朝倉書店)。でも、残念ながらクラゲに関する記述はなく、Web上も少なくとも日本語では、きちんとした解説が見当たらないため、憶測を交えての話になることはご容赦いただきたい。

クラゲと言っても、色素により発色しているクラゲもいるけれど、これから扱うのは色素ではなく、微細な構造により発色する構造色のクラゲである。この手のクラゲは櫛板という組織があり櫛板部分が発色する。それも静的ではなく動きに合わせて発色部分が動いていく。

クラゲの構造色については1次元の周期構造で回折が起きている回折格子タイプであるとされているように思う。CDなどが虹色になるのと同じ現象である。櫛板のところが光ることからすると、櫛板あたりに光の波長程度の周期構造が存在していることになる。
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ただ、ここで答を終わりにしてしまったら、質問を頂いた春夏秋冬さんの疑問には答えていないことになるだろうと思う。CDのような周期構造が虹色の原因なら、CDを傾けると特定の角度で虹色が見えるのから推測できるように、クラゲが向きをかえたら特定のところが虹色になると思われるけれども、実際には、クラゲ本体は向きを変えておらず櫛板が波打つだけで光る部分が動いていく。

また、回折格子の反射効率は(透過型でなかったら)回折格子の表面の反射率に依存するのだけれど、水中にいるクラゲでの櫛板と周囲の水の屈折率差は大きいとは思えず、そんなに反射率が稼げる気がしないのである。水の屈折率は1.33程度で、有機の共役をあまり含まない物質で1.5程度ではある。しかし、クラゲの体は水分を多く含んでいるだろうから、屈折率が1.33からそれほど離れられる気がしない。櫛板の屈折率を1.4とすると界面での反射率は0.07$%程度。櫛板の屈折率を1.5としても0.4%しかない。クラゲの背景がどの程度暗いかにもよるけれども、反射光はかなり弱い。

特定の部分だけ色がつく理由については、櫛板を動かす時に、その部分の体表を伸縮させていて、その結果として、光を回折できる間隔になるのではないかとも考えたのだけれど、それだけだと、反射光の弱さから、あんなには輝いて見えないような気もする。

櫛板の動きにともない光る場所も移動することと、単純に屈折率を考えると、あんなに光っていなさそうなことを考えると、櫛板にはもう少し秘密が隠されているような気がする。ここで思いつくのが回折格子のブレーズという芸である。
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図には単純な回折格子と、光のあたる部分を傾斜させた回折格子を描いている。単純な回折格子では、垂直に入射した光のかなりの部分は色が分かれずにもとの方向に戻り、回折した光も±1次から±2次と拡がっていくので、一つの回折光への光の分配はそれほど大きくはならない。

一方、右側の傾斜構造のある回折格子では、正面から入った光が反射して出ていく角度と、回折格子の回折条件が重なると、その方向に高い効率で光が出射する。クラゲが櫛板を波打たせて動いていると、ある瞬間には特定の領域の櫛板だけが、ここに記した傾斜構造の特別な回折格子の条件を満たす角度となることが考えられる。そうなれば、クラゲ全体の方向は不変のままで櫛板の一部だけが回折効率が高まって光って見えることが理解できる。

もし、櫛板部分の回折格子が透過型で機能しているなら、その時には櫛板部分とそうでない部分を抜けてくる光の位相差によって回折効率が定まる。この場合には傾斜構造を考えなくても、それなりの回折効率は実現できる。

※透過型の回折格子として働いているかどうかは、クラゲが正面からの照明で色づくのか(反射型)、後ろからの照明で色づくのか(透過型)で区別出来るはずである。春夏秋冬さんの写真は黒背景なので、色は反射型で生じていると思って大丈夫だと思う。





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by ZAM20F2 | 2014-12-08 21:15 | 科学系 | Comments(3)

干渉フィルターの色味変化(III)

干渉フィルターと吸収型フィルターの違いを見せるデモ用品を作ってみた。75mm角のフィルターを、カブネサイズのナングレアガラスに挟んでいる。
正面から見ると
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と一応両方とも緑だけれど、傾けていくと
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と干渉フィルターの方がブルーシフトする。一方、反射光でみると
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干渉フィルターは補色のマゼンタとなる。

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by ZAM20F2 | 2014-12-05 22:32 | 科学系 | Comments(1)

干渉フィルターの色味変化(II)

色味変化として、オレンジから黄色というのは、あんぱりぱっとした物ではない。どちらかというと、可視領域の間で窓が動いて色が変わっていく方が見た目がよいように思う。というわけで緑のフィルターを探してきた
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傾けていくとずいぶんと深い青色まで変化してなかなか美しい。ただ、このフィルターは小さくてデモには使えないのが困ったところだ。

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by ZAM20F2 | 2014-12-02 21:53 | 科学系 | Comments(0)

干渉フィルターの色味変化

こちらは顕微鏡用の緑フィルターではなく、オレンジ色の干渉フィルター。
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用途は確認していない。フィルターの外周が無色なのは、そこには多層膜が形成されていないため。傾けると反射体が短波長側にシフトするので、色味が薄くなり
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さらに傾けると
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ほとんど黄色になる。これは正しい干渉フィルターの姿だ。
普通の吸収型のフィルターは
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傾けても色味は変化しない。
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by ZAM20F2 | 2014-12-01 21:21 | 科学系 | Comments(0)