虹彩

虹彩（ゴニオクロミズムとも呼ばれる）は、見る角度や照明の角度が変わると、特定の表面の色が徐々に変化して見える現象です。虹彩は、微細構造または薄膜における光の波の干渉によって生じます。虹彩の例には、シャボン玉、羽、蝶の羽、貝殻の真珠層、オパールなどの鉱物などがあります。真珠光沢は、反射光の一部またはほとんどが白色になる関連効果です。真珠光沢という用語は、通常自動車産業で実際に虹彩効果を生み出す特定の塗装仕上げを説明するために使用されます。

虹彩現象という語は、虹を意味するギリシャ語のἶρις îris (属名: ἴριδος íridos )に由来し、ラテン語の接尾辞-escent (「傾向を持つ」) と組み合わされている。^{[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、神々の使者として行動した。ゴニオクロミズムは、角度を意味するギリシャ語のgoniaと色を意味するchromaに由来している。

虹彩は、観察角度や照明角度によって色相が変化する表面の光学現象である。 ^{[2] [3]}これは、2つ以上の半透明表面からの多重反射によって引き起こされることが多く、反射の位相シフトと干渉により入射光が変調され、一部の周波数が他の周波数よりも増幅または減衰される。^{[2] [4]}干渉パターンは、材料の層の厚さによって決まる。虹彩は、例えば、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類似物である薄膜干渉によるものであり、水や石鹸の泡の油膜に見られる。虹彩は、植物、動物、その他多くの物にも見られる。天然の虹彩物体の色の範囲は狭く、例えば、見る角度が変わると2色または3色の間で変化する。^{[5] [6]}

虹彩は回折によっても作り出される。これはCD、DVD、ある種のプリズム、雲の虹彩などに見られる。^[7]回折の場合、見る角度が変わると虹色全体が観察されるのが一般的である。生物学では、このタイプの虹彩は、横紋筋の長い細胞列や、クジャクグモのMaratus robinsoniや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る。^{[8]花びらの種類によっては回折格子を生成するものもあるが、回折信号が}植物色素による色彩で隠されるため、人間や花を訪れる昆虫には虹彩は見えない。^{[9] [10] [11]}

生物学的（および生体模倣的）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。多くの場合多層である微細構造は、明るいが時には虹色ではない色を生成するために使用されます。異なる色がさまざまな方向に反射するのを避けるために、非常に複雑な配置が必要です。^{[12]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、一般的な用語で理解されています。その中でフックは、孔雀の羽の虹色は水に浸すと失われるが、空気中に戻すと再び現れるため、色素が原因ではないと正しく指摘しました。^{[13] [14]その後、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。^[15]

真珠光沢は虹彩に関連する効果であり、原因は似ています。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ほとんどが白色であり、物体に真珠のような光沢を与えます。^{[16]虹彩効果を示す人工顔料や塗料は、}車の塗料に使用される場合など、真珠光沢と呼ばれることがよくあります。^[17]

エレドネ・モスカタは、体と触手に沿って青みがかった虹彩模様を呈している。 ^[18]

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  虹色の昆虫を展示したコーネル大学の引き出し
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  黄金色のクワガタムシの虹色の外骨格
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  モルフォ・ディディウスの構造的に色づいた羽
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  パウア貝の内側表面

カワセミ、^{[19] 、}極楽鳥[ ^20]、ハチドリ、オウム、ムクドリ^{[21] 、}カラス、カモ、クジャク^[15]などの鳥類の羽は虹色に輝きます。ネオンテトラの側線も虹色です。^[5]インドでは2009年に虹色のヤモリの一種Cnemaspis kolhapurensisが確認されました。^[22]多くの脊椎動物の目にあるタペタムlucidumも虹色です。 ^[23]虹色は、ドロマエオサウルス科、エナンティオルニス科、リソルニス科などの先史時代の非鳥類および鳥類恐竜にも見られることが知られています。^[24] 筋肉組織も虹色に輝きます。 ^[25]

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  孔雀の体と尾羽は虹色に輝いている
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  ネオンテトラ​
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  レインボーボア
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  ミノバト

多くの植物群は、熱帯林の下層部のような暗い環境でより多くの光を利用するための適応として、虹彩を発達させてきた。東南アジアのベゴニア・パヴォニナ（孔雀ベゴニア）の葉は、葉のそれぞれに虹彩細胞と呼ばれる薄い層の光合成構造があり、水に浮かぶ油膜のように光を吸収して曲げるため、人間の目には虹彩色の青みがかって見える。複数の細胞層に基づく虹彩は、ヒカゲノカズラ科の イワヒバや数種のシダ植物にも見られる。^{[26] [27]}

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  虹色のベゴニアの葉
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  イワヒバの葉
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  ポリア・コンデンサータの果実
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  オフリススペキュラムの花

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  薄い虹色の酸化ビスマス層を持つビスマス結晶と、比較のための白っぽい銀色のビスマス立方体
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  ゲーサイト、鉄(III)酸化物-水酸化物、アーカンソー州ポーク郡産
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  研磨されたラブラドライト

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  真珠のような虹彩を呈する極成層圏雲
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  雲の虹彩

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  トヨタ スープラの真珠光沢塗装
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  コンパクトディスクの再生面
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  モルガン・ダラーの裏面の虹色調
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  虹色のグリッター ネイルポリッシュ
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  虹色に輝く背面パネルを備えたスマートフォン
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  エンジンオイルの流出
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  焼き入れ色は鋼を加熱して表面に薄い酸化膜を形成することで形成されます。色は加熱された温度を示し、虹彩の最も初期の実用的使用例の 1 つとなっています。

ナノセルロースは虹色に輝くことがある^{[28] 。同様に、}ガソリンや他の炭化水素やアルコールの薄膜が水に浮かんでいるときも虹色に輝くことがある^{[29] 。}

ウィキメディア・コモンズには、虹彩に関連するメディアがあります。

• 虹色に輝くモルフォ蝶の2.2 MBのGIFアニメーション
• 「蝶の虹彩に関する記事」 2015-11-07 にWayback Machineでアーカイブされました