虹の色はなぜ７色なのか

光の分散とプリズム

虹の色が７色とされる理由は、光の分散に関係しています。日光や白熱電球の光は、さまざまな波長の光の合成です。この光には、赤、橙、黄、緑、青、藍、紫の７つの基本色が含まれています。

その理由は、プリズムによる光の分散現象にあります。プリズムは、ガラスやプラスチックなどの透明な物質でできており、入射した光をさまざまな角度で屈折させます。

プリズムに光を入射すると、プリズム内部で光が分散され、さまざまな波長の光が分かれて出てきます。この現象を「光の分散」といいます。

プリズムに入射した光が分散された場合、波長の短い光は大きな角度で屈折し、波長の長い光は小さな角度で屈折します。このため、プリズムの出口から見ると、波長の短い光はプリズムから遠くへ広がり、波長の長い光はプリズムに近い領域に集まります。

波長の短い光は紫色に近く、波長の長い光は赤色に近いため、分散した光の順番は、紫→青→藍→緑→黄→橙→赤となります。このため、虹も同様の色の順番で現れるのです。

虹の色が７色として知られている一方で、実際には無数の色が存在します。ただし、人間の目が認識できる色の範囲は限られています。人間の目は、赤、緑、青の３つの錐体細胞によって色を認識します。

そのため、実際には波長の連続したスペクトル上の無数の色まで区別することは難しいのです。虹の７色は、人間の目が限られた色の範囲で認識できる中でのパターン化された色の組み合わせとして、広く知られるようになったのです。

光の分散現象による虹の色の形成は、自然界の美しい光景の一つとされています。