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目はどうやって光を捉えるのか? (光と色の話 第3回) [光と色の話]

さて、完全に話が鉱物から離れていますね^^; まあ、気にせず話を進めましょう。

前回までの話で、光が物質に吸収されたり相互作用を生じるという特徴を持つ電磁波だと言う事、それ故に生物は光を捉えるセンサー(目)を発達させたというのがご理解頂けたでしょうか?

今回は、光を捉えるセンサー『目』の構造と原理について、説明していきます。

その前に、すこし寄り道します。光を捉える器官の目ですが、目に光が入らないと『見えない』という事になります。これは、当たり前の事のようですが、重要です。ちょっと、分かりにくいかな?具体的に話をすると、通常は光が物に当たって乱反射しているので、何からの光が目に入ります。しかし、レーザーのように直進性の高い光が自分のすぐ目の前を横切っている場合、私たちは光がそこにあるのに『見えない』んです。つまり光が無い状態と同じと認識してしまうんですね。


さて、話を目の原理に戻します。外部から来た光は、角膜を経て、水晶体を通り、硝子体を突き抜けて最後は網膜に像を結びます。『目の構造』で検索すると、図解付きの説明がHitしますよ。
網膜には大別して2種類の視細胞があります。一つは、杆体細胞、もう一つは、錐体細胞です。これらの細胞は、光によって神経伝達物質を放出し、視神経経由で大脳に送られます。大脳では、これらの情報を処理して、光の強さや色を感じるんです。

杆体細胞は、明るさを感じるための細胞です。510nm付近の光に最も強く反応し、光の強さに敏感です。錐体細胞は、何種類かありますが、色を感じるのに必要な細胞です。そのかわり、光の強さには杆体細胞の1/100以下の感度しか無いので、比較的明るい所で働きます。人の場合には、3種類あると言われ、それぞれ最も強く反応する波長が異なります。更に、網膜の中で錐体細胞は中心部分に多く、杆体細胞は網膜の周辺部分に多く分布しています。

これを実感する方法が幾つかあります。例えば星を見るときです。ある星を見ていると、視野の端に暗い星が見える事があります。でも、そこを見ようと目を凝らすと消えてしまいます。でも、視線を外すとまた見える。これは、網膜の中心部分の杆体細胞が少ないので、明るさに対する感度が周辺視野より悪い事に因るものです。
見ようとするほどに、見えないって。面白いでしょう?

さて、『光がどういう物か』と『光を捕らえるセンサー(目)がどういう原理で働くか』が理解できると、ようやく色の話が出来るという感じです。ということで、次回は色って何?についてお話しますね。

タグ:光と色の話
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