科学と自然の中の白い色

白は最も明るい色で無色(色相がない)です。なぜなら、可視光線をすべて反射して散乱させるからです。 それは新鮮な雪、チョーク、ミルクの色であり、黒の反対です。

古代エジプトと古代ローマでは、祭司が純潔の象徴として白を身に着け、ローマ人は市民権の象徴として白い鳥羽を着た。 中世とルネッサンスでは白いユニコーンが貞操を表し、白い羊の犠牲と純粋さを表しています。 それは、フランス国王の王権と、ロシア南北戦争(1917-1922)の間にボルシェビキックに反対するモナーク主義運動であった。 ギリシャとローマの寺院は白い大理石に直面していました。そして18世紀には、新古典主義建築の出現とともに、白は、特に米国の新しい教会、議院その他の政府の建物の最も一般的な色となりました。 それはまた、近代性とシンプルさの象徴として、20世紀の近代建築に広く使われていました。

欧米での調査によると、白は、完璧、誠実、清潔、初め、新しい、中立、そして正確さに最もよく関連する色です。 白はほとんどすべての世界の宗教にとって重要な色です。 ローマカトリック教会の首席教皇は1566年以来、純潔と犠牲の象徴として白く磨かれています。 イスラム教や日本の神道では巡礼者が着用しています。 そしてインドのバラモンたちによって。 西洋の文化や日本では、白は純潔と純粋さを象徴するウェディングドレスの最も一般的な色です。 アジアの多くの文化では、白は喪服の色でもあります。

語源
白人という言葉は、古代英語を継承し、最終的には共通ゲーマーのχwītazもOHG(h)wîz、hvítr、Gothに反映されています。 ƕ。 その根本は、最終的にはプロト・インド・ヨーロッパ語* kwid-であり、サンスクリット・シベタでも「白く輝いている」とスラヴ語の「光」で生き残っています。 白のためのアイスランドの言葉hvíturは、hvítrという言葉のOld Norse形式から直接派生したものです。 一般的なゲルマン人には、白人(カタルーニャ語、オクシタン語、フランス語のブラン、スペイン語のブランコ、イタリアン・ビアンコ)のロマンス語のソースを提供した*ブランカスという言葉* blankaz(「白い、明るい、 、ガリシア語 – ポルトガル語のブランコなど)。 白の反意語は黒です。

ヨーロッパ以外の言語の中には、さまざまな用語があります。 イヌイットの言葉には、7種類の異なるニュアンスの7種類の言葉があります。 サンスクリット語は明るい白、歯の白、サンダルウッドの白、秋の月の白、銀の白、牛乳の白、真珠の白、日光の白、そして星の白。 明るさやくすみに応じて、または色が不活性または動的である場合、日本語には6つの異なる言葉があります。

科学的理解(カラーサイエンス)
眼への入射光が目の中の3種類の色敏感錐体細胞をほぼ同じ量だけ刺激すると、光は人間の視覚系によって白色として知覚される。 光を放出しない材料は、表面が拡散した光のほとんどを反射して反射すると、白色に見えます。

白色光
1666年、アイザック・ニュートンは、白色光をプリズムを通して通過させ、次に第2のプリズムを用いてそれらを再構成することによって、合成光の色に分解することができることを実証した。 ニュートンの前に、ほとんどの科学者は白が光の基本的な色であると信じていました。

白色光は、太陽、星、または蛍光灯、白色LEDおよび白熱電球のような土壌源によって生成することができる。 カラーテレビやコンピュータの画面では、赤色、緑色、青色(RGB)の光を原色で混合して白色を作り出します。これは、加法混合と呼ばれるプロセスです(下の図を参照)。 白色光は、例えば赤色及びシアンレーザ又は黄色及び青色レーザからの光を混合することにより、2つの波長のみの光を用いて製造することができる。 しかしながら、この光は、オブジェクトのカラーレンダリングが大きく歪むので、実用的なアプリケーションはほとんどありません。

非常に異なるスペクトルパワー分布を有する光源が同様の知覚体験をもたらすことができるという事実は、光が視覚系によって処理される方法によるものである。 2つの異なるスペクトルパワー分布から生じる1つの色は、メタメリズムと呼ばれる。

白色光を放射する光源の多くは、可視波長(太陽光、様々な色温度の白熱電球)でほとんどすべての光を放射します。 これは、白色光が「全色」または「すべての可視波長」の混合物として定義されるという概念につながった。 この広範な考え方は誤解であり、ニュートンが太陽光が可視スペクトル全体の波長を持つ光で構成されていることを発見したという事実に由来するかもしれません。 「すべての色」が白色光を生成するので、白は「すべての色」で構成されなければならないという結論は、誤解の原因になる可能性のある結果を確認するという共通の論理エラーです。

光源のスペクトル分布の範囲は、白色として知覚されることができ、「白色光」という独特の独特の仕様は存在しない。 たとえば、「白」の電球を購入すると、2700K、6000Kなどのラベルが付いたものを購入することができますが、これは非常に異なるスペクトル分布を持つ光を生成しますが、照明しているオブジェクトの色。

白い物体
色覚は色によって異なるオブジェクトを区別することができます。 そうするために、色の不変性は、光が様々な広範囲(白っぽい)のスペクトル分布の光の中で変化するとき、物体の知覚される色を比較的変化させないようにすることができる。

ホワイト・ポイントの選択が他の全ての色刺激の変換を決定する写真及び撮影法においても同じ原理が使用される。 白い点の変更または操作は、ドレスなどのいくつかの錯視を説明するために使用することができます。

「白色光」という独特の独特の仕様は存在しませんが、確かに「白い物体」またはより具体的には「白色の表面」という独特な仕様があります。 完全に白い表面は、光の波長またはスペクトル分布に関係なく、吸収することなく、それに当たるすべての可視光を拡散反射(散乱)する。 入射光のいずれも吸収しないので、白色は可能な限り最も明るい色である。 反射が拡散的ではなく鏡面的でない場合、これは白い面ではなくミラーを表します。

すべての波長における入射光の100%の反射は、一様な反射率の形態であるため、白色は無色であり、色相のない色を意味する。 完璧なディフューザーによって生成される色刺激は、光源が非常に色あいに見えるものを除いて、通常、すべての光源の無彩色刺激と見なされます。

色の不変性は、色順応によって達成される。 国際照明委員会(International Commission of Illumination)は、「見た目の環境に適応した観察者が完全に無彩色であり、輝度係数が1であると判断する色刺激」と定義している。適合した白がシーン内の異なる場所で異なる可能性がある。

なぜ雪、雲、ビーチが白いのか
石英や石灰岩が太陽光を吸収するのではなく、太陽光を反射または散乱させるため、石英や侵食された石灰石を多量に含む砂浜のビーチも白く見えます。 熱帯性の白い砂浜には、波の作用によって小さな砂浜から細かい砂にかけて、白い炭酸カルシウムが多量に含まれている場合があります。

雪は空気と小さな氷の結晶の混合物です。 白い太陽光が雪に入ると、吸収されるスペクトルはほとんどありません。 殆どの光は空気や水の分子によって反射あるいは散乱されるため、雪は太陽の白い色のように見えます。 時折、氷が散乱する前に光が跳ね返り、雪が輝くように見えることがあります。

氷河の場合、氷はより密接に一緒に押し付けられ、空気はほとんど含まれません。 太陽光が氷の中に入ると、赤いスペクトルのより多くの光が吸収されるので、散乱された光は青みがかったものになります。

雲は氷と同じ理由で白です。 彼らは水滴や空気と混じった氷結晶で構成されており、衝突する光はほとんど吸収されず、ほとんどの光は散乱し、目には白く見えます。 上の他の雲の影は雲を灰色に見せることができ、一部の雲は雲の底に影を付けることができます。

マウナケアはハワイの白い山を意味し、モンブランはフランス語の白い山を意味しています。 長白山は文字通り白い山々を永久に意味し、中国と韓国の国境に位置しています。

白い材料
チョークは、石灰岩の一種で、鉱石方解石、または炭酸カルシウムで作られています。 もともと海綿のような小さな微生物の鱗やプレートとして海の下に堆積しました。 それは洞窟の絵の先史時代のアーティストによって使用された最初の白い顔料でした。 今日の黒板に使われているチョークは、通常、石膏または硫酸カルシウム、スティックに押し込まれた粉末でできています。

Bianco di San Giovanniはルネッサンス時代に使用された顔料で、15世紀の画家Cennino Cenniniによって書かれました。 これは、水酸化カルシウムを含む炭酸カルシウムでできたチョークに似ています。 それは乾燥した石灰でできていて、それを粉にした後、毎日水を変えて8日間水に浸した。 その後、ケーキにして太陽の下で乾燥させた。

鉛白は紀元前4世紀に生産されました。 このプロセスはPliny the Elder、Vitruvius、古代ギリシャの作家Theophrastusである。 酢の入った別個の区画を有する粘土鍋に鉛の断片を入れた。 ポットは、牛糞に近い棚に積み重ねられました。 ビネガーと牛糞を合わせた煙は、鉛を炭酸鉛に腐食させた。 それは1ヶ月以上かかる可能性のある遅いプロセスでした。 それは優秀な白を作り、数世紀にわたってアーティストによって使用されましたが、それも有毒でした。 それは19世紀に亜鉛白とチタン白に置き換えられました。

チタンホワイトは、今日のアーティストにとって最も人気のある白です。 利用可能な最も明るい白色顔料であり、鉛白の2倍の被覆率を有する。 最初に1921年に市販されました。現在、主要な供給源であるミネラルブルッカイト、アナターゼ、ルチル、またはイルメナイトから二酸化チタンでできています。 その鮮やかな白さのために、それはほとんどの練り歯磨きと日焼け止めの着色剤として使用されます。

亜鉛白色は酸化亜鉛からできています。 これは、チタンホワイトに類似しているが、不透明ではない。 亜鉛は重要な栄養素であるため、一部の朝食用シリアルに加えられています。 中国の白は、アーティストのために作られた様々な亜鉛白です。

いくつかの材料は、「白よりも白く」見えるようにすることができ、これは光学的増白剤(OBA)を使用して達成される。 これらは、電磁スペクトルの紫外および紫色領域(通常340〜370nm)で光を吸収し、青色領域(典型的に420〜470nm)で光を再放出する化合物です。 OBAは、非常に明るい白の印象を作り出すために、紙や衣服によく使われます。 これは、材料が実際より多くの可視光を実際に送信するという事実によるものです。

漂白と漂白
漂白は、何千年も実践されてきた布地を美白するためのプロセスです。 時には、それは単に日光に布地を残して、明るい光に褪せてしまう問題でした。 18世紀には、次亜塩素酸ナトリウムや次亜塩素酸カルシウム(漂白粉)などの塩素系漂白剤が開発されました。 塩素をほとんど含まない漂白剤は、過酸化水素、過炭酸ナトリウムおよび過ホウ酸ナトリウムのような過酸化物に基づくことが最も多い。 ほとんどの漂白剤は酸化剤であるが、亜ジチオン酸ナトリウムのような還元剤が少ない。

漂白剤は発色団を攻撃します。発色団は、光を吸収して生地の色を変える分子の一部です。 酸化漂白剤は、発色団を構成する化学結合を破壊することによって作用する。 これは、発色団を含まないか、または可視光を吸収しない発色団を含有する異なる物質に分子を変化させる。 還元漂白剤は、発色団の二重結合を単結合に変換することによって作用する。 これは、発色団が可視光を吸収する能力を排除する。

太陽光も同様のプロセスによって漂白剤として働く。 紫外または紫外領域の光の高エネルギー光子は、発色団の結合を破壊し、結果として生じる物質を無色にすることができる。

いくつかの洗剤はさらに一歩進んでいます。 蛍光物質が含まれており、白く見えるほど白く見えます。

自然界では

天文学
白い矮星は、大部分が電子縮退物質で構成されている恒星の残骸です。 彼らは非常に密集しています。 白い矮星の質量は太陽のそれに匹敵し、その体積は地球のそれに匹敵する。 その淡い輝きは、蓄えられた熱エネルギーの放出に由来します。 白い矮星は、形成されると非常に暑いですが、エネルギーの源がないので徐々にエネルギーを消して冷めます。 これは、当初、高い色温度を有するその放射線が、時間とともに減少し、赤くなることを意味する。 非常に長い時間のうちに、白い矮星は、もはや大きな熱や光を放出しない温度まで冷たくなり、冷たい黒い矮星になるでしょう。 しかし、白い矮星は宇宙の年齢(約138億年)よりも年齢が上がらないため、最も古い白人の矮小でさえまだ数千ケルビンの温度で放射し、黒人の矮星はまだ存在しないと考えられている。

Aタイプの主系列星(AV)またはA矮星星は、スペクトルタイプAおよび明度クラスVの主系列(水素燃焼)星である。これらの星は、強い水素バルマー吸収線によって定義されるスペクトルを有する。 それらの質量は、太陽の質量の1.4〜2.1倍であり、表面温度は7600〜11,500Kである。

生物学と生態学
自然界では、雪や雲は水滴や氷の結晶が空気と混じっているため白く見えます。 白い太陽光が雪に入ると、スペクトルのほとんどが吸収されます。 殆どの光は空気と水の分子によって反射または散乱されるので、雪は日光、白の色に見えます。ほとんどの白い動物は冬に迷彩のような形をしています。