タマムシは本当に玉虫色か?-角度変化が少ない干渉色の研究

球甲虫真的有虹彩吗？ - 角度变化很小的干涉色研究

• 批准号: 18740261
• 负责人: 吉岡 伸也
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18740261/
• 关键词: 構造色; 光の干渉; 干渉; 光学効果

ヤマトタマムシの翅鞘の表層には、屈折率の異なる二種類の層が交互に積み重なり、多層構造を形成している。それらの一層分の厚さは、およそ光の波長の数分の1程度で、層の境界面で反射された光が、多層膜干渉を起こして着色している考えられている。しかし、タマムシの角度変化を観察すると、通常"玉虫色"と呼ばれる単純な角度変化とは必ずしも一致しない。というのは、緑色が見える度合いが強く、角度をつけて観察したときの青色は、弱くしか見えないからである。本研究の目的はタマムシの鞘翅の内部にある緑色を強調する物理的な機構を明らかにすることにある。これまでの研究の結果、高い屈折率を持つ層には屈折率の虚部が存在すること、すなわち光の吸収が存在し、さらには波長分散があることが明らかになった。しかし、その分散曲線を決定することは、多層膜構造が極めて微小な領域にしか存在しないために困難であった。そこで、今年度は顕微分光法を用いて、切片の多層膜部分のみに対して透過率測定を行い、屈折率の波長分散の決定を行うシステムを開発した。反射型の対物レンズや結像レンズに工夫を施し、微小部位を特定しつつスペクトルを測定し色収差問題の解決を試みた。また、タマムシと同じように多層膜構造を用いた発色現象を示すニシキオオツバメガについての研究を行った。その結果、緑色の部分は高次の光干渉を利用した特異な光学デザインを持つことを見つけた。そのデザインに基づき、膜厚を単調に薄くするだけで、緑、青、赤のように、光の波長順に従わない色変化を生み出していることが明らかになった。

The surface layer of the wing sheath is different from the refractive index, and the two kinds of layers are mutually accumulated and formed. The thickness of each layer is equal to the wavelength of light. The reflection of each layer is equal to the wavelength of light. The multilayer film is dry and colored. The angle of rotation is usually the same as the angle of rotation. The green color is strong, the angle is weak, and the blue color is weak. The purpose of this study is to emphasize the internal structure of the body. The results of this study show that the imaginary part of the refractive index exists in the high refractive index layer, and the absorption of light exists in the high refractive index layer. The dispersion curve of multilayer film structure is very difficult to determine. This paper introduces the application of differential optical method, the measurement of transmittance of multilayer film and the determination of wavelength dispersion of refractive index. Reflection-type objects and structures are subject to time-consuming, micro-site-specific selection and measurement, and the solution to color difference problems is attempted. A study on the phenomenon of color evolution in multilayer structures was carried out. As a result, the green part of the high-order optical interference is utilized to maintain the optical interference. The color of the film is different from that of the base film, and the film thickness is different from that of the green, green, and red. The wavelength of the light is different from that of the light.

项目成果

Iridescence of rock dove's neck feather

斑鸠颈羽的虹彩

• 发表时间: 2008
• 作者: Shinya Yoshioka;Eri Nakamura and Shuichi Kinoshita
• 通讯作者: Eri Nakamura and Shuichi Kinoshita

Origin of two-color iridescence in rock dove's feather

岩鸠羽毛中双色虹彩的起源

• 发表时间: 2007
• 期刊: Journal of the Physical Society of Japan Vol.76 No. 2
• 作者: S.Yoshioxa;E.Nakamura;S.Kinoshita
• 通讯作者: S.Kinoshita

Colouration using higher order interference in the wing pattern of the Madagascan sunset moth

使用马达加斯加日落蛾翅膀图案的高阶干涉进行着色

• 发表时间: 2008
• 期刊: J. R. Soc. Interface 5
• 作者: S. Yoshioka;T. Nakano;y. Nozue;S. Kinoshita
• 通讯作者: S. Kinoshita