水はなぜ透明なの?『チコちゃんに叱られる!』

2019/10/11放送の『チコちゃんに叱られる!』
氷川きよしさん、モモコお姉ちゃんをゲストに迎えています。

チコちゃん「水はなぜ透明なの?」

水は透明ではなく、青い

詳しく教えてくださるのは、分子と光の関係を化学的に研究している慶応義塾大学理工学部の薮下聡教授です。

色の仕組み

水が透明でないということを理解してもらうためには、まず色が見える仕組みについて理解してもらう必要があります。

光の色といわれて、多くの人が「光は白」というイメージをお持ちだと思います。
実はあの白色は多くの色が混ざってできているものなんです。
光の中に赤や緑、青といった様々な色の成分が混ざっており、それらが均一に混ざったときに白く見えるのです。

我々の身の回りにあるほとんどの物にはこの白い光から特定の色の成分を吸収する性質があります。
つまり、私達が見ている色とは物体が浴びた太陽の光の中から物体に吸収されなかった色なのです。

この現象をりんご例にして見てみると、まず光源から出た白い光はりんごに当たります。
りんごはこの白い光から青や緑の成分を吸収する性質があるため、残った光は赤の成分が強くなり、私達の目にはリンゴは赤く見えているのです。

りんごの場合は光の青や緑の成分を吸収しますが、どの色の光をどの程度吸収する性質があるかはその人によって違います。
これが緑の葉っぱの場合、赤や青の光を吸収するので残った緑の光が目に届き、葉っぱが緑色に見えているのです。

この色の引き算こそが、色が見える仕組みの正体です。

水は赤色を吸収する

では水は何色の光を吸収しているのでしょうか?

水は、りんごなどと比べると、目に見える光を吸収する性質が非常に弱いです。
このため、多くの人は水のことを透明と感じるんですね。

光源から出た白い光は水に当たってもほとんど色の成分が吸収されることはなく、ほぼ白いままの光が人間の目に届くのです。

水には光を吸収する性質がほとんどないといいましたが、ゼロではありません。
非常に弱いですが、水には主に光の赤い成分を吸収する性質があります

実際の光を使って水によって赤い成分を吸収された白い光を再現してみると、光は薄い青に見えます。
ですから、水は透明ではなく、わずかに青いのです。

透明に見えるのは水の量が少ないから

しかし、目の前の水は、どう見ても青には見えませんが、その秘密は液体である水の量が関係しています。

水の量が多ければ多いほど、長時間水の中を光が進んだということで赤色の成分がより多く吸収され、青色がはっきりと見えるようになります。
これと同じことが自然界でも起こっています。

それが海です。
浅瀬では水は透明ですが、沖に出るほど水の量は増えていき、その色は青くなっていますよね。

あとがき

すごく納得しました。
だから水族館は青い光に包まれて神秘的な空間になっているのですね。

水族館のあの空間がたまらなく好きです。とても落ち着きます。
できることなら毎日通ってぼへーと眺めていたいものです。

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