電子は何色ですか? originally appeared on Quora: the knowledge sharing network where compelling questions are answered by people with unique insights.

Answer by Jerzy Michał Pawlak, PhD in High Energy Physics, on Quora:

Let’s start with the question “How do we perceive color?”.私たちはどのようにして色を感じるのでしょうか。 私たちの目は、光を受け取るとき、その強さだけでなく、ごく大まかに波長も測定しています。 単色の光はあまり見かけませんが、通常はさまざまな波長の光が混在しています。 私たちの目は、自然の太陽光のようにさまざまな波長の割合が似ている、ある特定の混合物を中性または「白」として認識するように進化してきました。 さて、光を反射したり散乱したりする物体を見て、それがすべての波長の光を同じように反射するならば、その物体の色は “ニュートラル” に見えるでしょう。 色のついた物体を見ると、ある波長を他より強く反射しているため、目に届く反射光の波長構成が異なり、色がついて見えるということです。

では、電子の場合はどうでしょうか。 すべての波長を同じように反射するのでしょうか？ まあ、それは場合によるね。 原子や分子に束縛されている場合は、特定の波長しか吸収したり反射したりしません。 染料分子の中にある電子が、特定の波長の光を散乱させるのです。

では、電子に色があるということでしょうか。 いいえ、異なる分子に結合した同じ電子が異なる色を出すのですから、電子の性質ではありません。 この質問に答えるには、電子をあらゆる原子や分子の結合から解放し、自由電子を見なければなりません。

残念ながら、自由電子1個ではあまり見えませんが、幸いなことに、鏡などの金属面を見ることによって、ほとんど自由な電子の大きなアンサンブルを見る機会が毎日あるのです。 金属は、結晶格子の中に原子が入っています。 ほとんどの電子は原子に結合しているが、一部の電子（最外層にある電子）は結晶中を自由に動き回ることができる。 そのため、光との相互作用は、自由電子の相互作用と非常によく似ています。

ああ、そうだ、金について質問するかもしれませんね。 それは黄色で、中性ではありません。 金の電子が “黄色 “であるということではありません。 金が白くない理由は、自由にはならず、金原子に結合したままの電子にあるのです。 しかし、金の原子は青い光の一部を吸収することができるので、実質的には青い光の反射が少なくなり、あの黄色が見えるのです」

この質問はもともとQuoraに掲載されました。 質問をすると、素晴らしい答えが返ってきます。 専門家から学び、内部の知識にアクセスすることができます。

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