虹色

虹色現象（ゴニオクロミズムとも呼ばれる）とは、見る角度や照明の角度が変わるにつれて、特定の表面の色が徐々に変化して見える現象です。虹色現象は、微細構造や薄膜における光の波動干渉によって引き起こされます。虹色現象の例としては、石鹸の泡、羽、蝶の羽、貝殻の真珠層、オパールなどの鉱物が挙げられます。真珠光沢は、反射光の一部または大部分が白色になる、虹色現象に関連する効果です。真珠光沢という用語は、特に自動車業界において、実際に虹色効果を生み出す特定の塗装仕上げを表現する際に用いられます。

虹色現象という言葉は、ギリシャ語のἶρις îris (属格ἴριδος íridos )に由来し、ラテン語の接尾辞-escent (～する傾向がある)と組み合わされています。 ^{[ 1 ]} Iris は、ギリシャ神話の女神イリスに由来し、虹の擬人化であり、神々の使者として活動しました。ゴニオクロミズムは、ギリシャ語のgonia (「角度」) とchroma (「色」) に由来しています。

虹色は、観察角度と照明角度によって色相が変化する表面の光学的現象です。 ^{[ 2 ] [ 3 ]}これは基本的に回折であり、反射光の強度は方向と周波数によって変化します。^{[ 4 ]}これは多くの場合、2 つ以上の半透明の表面からの多重反射によって引き起こされ、反射の位相シフトと干渉によって入射光が変調され、特定の周波数が他の周波数よりも増幅または減衰されます。^{[ 2 ] [ 5 ]}材料の層の厚さによって干渉パターンが決まります。虹色は、たとえばファブリ・ペロー干渉計で見られる選択的波長減衰の機能的類似物である薄膜として説明でき、水上の油膜や石鹸の泡で見ることができます。虹色は、植物、動物、その他多くのものにも見られます。自然の虹色物体の色の範囲は狭く、たとえば、見る角度が変わると 2 色または 3 色の間で変化する場合があります。^{[ 6 ] [ 7 ]}

虹色は、CD、DVD、一部のプリズム、雲の虹色などの周期的な物体からの回折によっても生成されることがあります。^{[ 8 ]}多くの場合、見る角度が変わると、虹のすべての色が観察されます。生物学では、この種の虹色は、横紋筋の長い細胞の列や、クジャクグモMaratus robinsoniおよびM. chrysomelasの特殊な腹部の鱗など、表面に回折格子が形成されることによって生じます。^{[ 9 ]}一部の種類の花びらも回折格子を生成することができますが、植物の色素による着色によって回折信号が覆い隠されるため、虹色は人間や花を訪れる昆虫には見えません。^{[ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]}

生物学的（および生体模倣）用途では、顔料や染料以外で生成される色は構造色と呼ばれます。 微細構造は、多くの場合多層構造で、明るいが虹色ではない色を生成するために使用されます。異なる方向で異なる色が反射されるのを避けるためには、かなり複雑な配置が必要です。^{[ 13 ]}構造色は、ロバート・フックの1665年の著書『ミクログラフィア』以来、一般的に理解されています。フックは、孔雀の羽の虹色は水に浸すと失われ、空気に戻すと再び現れるため、顔料が原因ではないことを正しく指摘しました。^{[ 14 ] [ 15 ]}後に、孔雀の虹色は複雑なフォトニック結晶によるものであることがわかりました。^{[ 16 ]}

真珠光沢は虹色光沢に関連する効果であり、原因も同様です。表面内の構造により光が反射されますが、真珠光沢の場合は光の一部または大部分が白色であるため、物体に真珠のような光沢が生じます。^{[ 17 ]}虹色効果を示す人工顔料や塗料は、自動車用塗料などに使用される場合、真珠光沢と表現されることがよくあります。^{[ 18 ] [ 19 ]}

• モルフォチョウの虹色の輝きを捉えた2.2MBのGIFアニメーション
• 「蝶の虹色に関する記事」 2015年11月7日にWayback Machineにアーカイブされました