クイズ問題: リチウムでは赤、ナトリウムでは黄色というように、元素を燃やしたときに色のついた炎が出る現象を何というでしょう?
答え: 炎色反応

関連するWikipedia記事の抜粋:
title: 火
text: 炎は可視光や赤外光を放つ化学反応中の気体と固体の混合物であり、その周波数スペクトルは燃焼物や中間生成物の化学組成によって異なる。木などの有機物を燃やしたり、ガスを不完全燃焼させると、すすと呼ばれる白熱した固体粒子を生じ、おなじみの赤からオレンジ色の火になる。火の発する光は連続なスペクトルを有する。ガスが完全燃焼すると、炎の中では励起された分子の電子が様々な遷移を起こして単一の波長の光を発するため、やや暗い青色の光になる。一般に火には酸素が必須だが、水素と塩素が化学反応して塩化水素となる場合も炎を生じる。他にも、フッ素と水素、ヒドラジンと四酸化二窒素の化学反応でも炎を生じる。
title: 太刀山峯右エ門
text: 燐光(りんこう、phosphorescence)とは、かつては腐敗した生物などから生じた黄リン(白リン)が空気中で酸化する際の青白い光(発火点は約60度)を指した。現在では物質が光を発する現象、またはその発する光の全般を指す。
title: 臨界事故
text: ほとんどの臨界事故ではいわゆる「青い閃光」が観察されている。これは臨界状態に達した核物質の周囲の空気が強いX線またはガンマ線(または水中などの特殊な物質の中ではベータ粒子など)のパルスによって電離されるために生じるものである。この「青い光」についてはしばしばチェレンコフ放射であると誤って認識されることがあるが、実際には、空気(ほとんどは酸素と窒素)に含まれる電離した原子(または励起された分子)が基底状態に戻る際に放出する青いスペクトルの光によるものである。これは空気中の電気の火花や稲妻が青く見える理由と同じである。チェレンコフ光の色と電離した空気が放射する光の色が全く異なる物理過程によるにもかかわらず非常に似ているだけであり、それ以上のものではない。
title: 炎
text: また、有機物以外の燃焼では炎の色が異なる。例えば水素の燃焼で生じる炎はほとんど色を持たないが、硫黄の燃焼で生じる炎は青色である。金属自身を燃焼させたり、炎の中に金属の塩(えん)を投入すると、炎の色が変化することがある。これは熱によって炎の中に金属のイオンが発生し、これが熱励起されて発光するためである。金属の種類によって色が決まっており、炎色反応と呼ばれている。これは金属の定性分析、定量分析に利用されている(フレーム発光)。
title: プラズマ
text: 火は燃料の酸化によって高温となり、燃料が電離してプラズマ状態となる。火の中にアルカリ金属などを入れると、プラズマ状態のアルカリ金属が炎色反応により元素特有のスペクトルを放射する。ただし、有機物を燃焼させた際の炎の色は原子スペクトルではなく、主に炭素の黒体放射に由来する。
title: 炎色反応
text: 炎色反応による発光は輝線スペクトルであるから、特定の波長範囲を吸収するフィルターを通すことで、不要な波長をカットして観察することができる。例えば、ナトリウムは炎色反応が起こりやすく、微量であっても波長 589nm の強い黄色を呈するが、500-700nm の範囲に強い吸収を持つコバルトガラスを通すと、ナトリウムの輝線は吸収されて見えなくなり、他の元素からの発光が観察しやすくなる。ただし、その他の元素でもこの波長域の発光がカットされるため、元素によっては色調が変化して観察される。
title: すす
text: ボイラーなどで火炎の中に一時的に生じるすすは、熱線を放つことで燃焼に寄与している。 燃焼時にOH、CH、C2といったラジカルが放つ化学発光の波長は青色や紫外線領域の狭いバンドで発光するものが多く、加熱源としてはあまり有効でないが、高温の固体であるすすが放つ赤外線領域の連続スペクトルでの放射光が周囲の燃料を輻射により加熱することで燃焼を助ける働きをしている。このような炎を輝炎と呼び、すすをまったく生じない不輝炎と比べると強力な赤外線を放射する。
title: セシウム
text: 化合物が燃焼するときに青から紫色の炎を伴うが、これはセシウムの炎色反応によるものである。これは主に励起したセシウムの最外殻電子が基底状態に戻る際に発せられる波長455.5 nm、459.3 nmの青色を示す一対のスペクトル線および、697.3 nm、672.3 nmの赤色を示す一対のスペクトル線によるものであり、この特徴的な青色の輝線はセシウムの名前の由来ともなっている。最外殻電子によるスペクトル線が二本に分かれて双子線となる理由は、電子のスピンに二つの方向があるためであり、他のアルカリ金属元素でも同様の双子線が見られる。
title: 化学発光
text: 日常的に目にする機会の多い化学発光に、炭素系の燃料を燃焼させた時に生じる発光現象がある。これは化学反応によって生じた直後のOH、CH、C2といったラジカルが発するものである。またこれらの化学発光とは別に、高温となったすすのような固体から可視域から赤外線域まで幅広い連続スペクトルで放射される黒体放射による輝炎発光も火炎からの光に含まれる。
title: AMAスーパーバイク選手権
text: ライムライトのライムとは石灰を意味する英語の lime のことであり、石灰を棒状、あるいは球形に成形したものに、酸素と水素を別々の管から同時に噴出させて点火した高温の火炎(酸水素炎)を吹き付け、白熱した石灰から発した光をレンズで集光して照明に用いる。酸水素炎は2800°Cに達する高温の火炎であるが、それ自体は青白い弱い光しか発しない。この火炎の中に石灰を置くと、高温になった石灰は熱放射を起こし、広いスペクトル域の可視光を強烈な白色光として発する。
title: 酸化クロム(III)
text: 酸化クロム(III)は、テルミット反応に似た反応で金属クロムに還元することができる。酸化鉄テルミットと異なり、酸化クロムテルミットは火花、煙、音をほとんど出さず、非常に明るく発光する。しかし、クロムの非常に高い融点のため実用的ではない。
title: 酸化
text: 酸化反応は、最も身近な化学反応である。紙や木が燃えるのは炭化水素が酸素と反応し、二酸化炭素と水へと変化する酸化反応で、発生するエネルギーが大量な為、発光と発熱を伴う(燃焼)。金属製品が錆びるのは、金属が酸素と結びついて酸化物を生成する酸化反応である。錆は鉄が酸化して生成した酸化鉄(III)(赤褐色)で、銅が酸化すると、赤褐色の酸化銅(I)や黒色の酸化銅(II)が生成する。
title: 湿式化学
text: 炎色反応はよく知られている化学試験である。その試験は金属イオンに対してのみ用いられる。金属粉末を燃焼すると、金属の種類に応じ、固有の色を発する。例えば、カルシウム (Ca) を燃焼するとオレンジ色、銅 (Cu) は青色を示す。金属燃焼時の発色は、花火で明るい色を作り出すために利用されている。
title: 融剤
text: 古来融剤として蛍石(フッ化カルシウム)が用いられてきた。鉱石を還元剤とともに加熱し、還元する過程で同時に蛍石を投入すると、不要部分が融けて流れ出すことからフッ素には fluorine と言う名前が与えられた。この言葉は英語では flow (流れる)という語と同語源である。そのとき蛍石は赤紫色の光を発した。これは蛍光 fluorescence という語になった。
title: 酸化チタン(IV)
text: 387 nmより短波長の光を受けると、水と反応して活性酸素種を生成する性質がある。活性酸素種は非常に強い酸化力をもち、化学薬品や細菌などに対して分解作用を示す。酸化チタン(IV)を含む壁や床のコーティングは、ブラックライト(紫外線ランプ)の照射により殺菌処理できる。酸化チタンの分解剤としての特徴として以下があげられる。
title: 黒体放射
text: 黒体放射(こくたいほうしゃ、英: black body radiation)とは、黒体が放出する熱放射である。熱した物質や恒星の発する光が、比較的温度が低いときは赤っぽく、温度が高いほど青白くなる理由は、黒体放射の温度特性によるものである。
title: ストロンチウム
text: 炎色反応が赤であるため、花火や発炎筒の炎の赤い色の発生には塩化ストロンチウムなどが用いられる。そのほか、高温超伝導体の材料として使われる。
title: ルビー
text: 下の写真のように、ルビーは赤色成分を一切含まない緑色光源下においても赤く光ることができる(レーザーは完全な単色光である)。これは、ルビー中に0.1%含まれるCrが紫および黄緑色光を吸収し、そのエネルギーを赤色発光として再度放出する性質による。
title: カリウム
text: 炎色反応において、カリウムとその化合物は淡紫色を呈する。主要な輝線は波長404.5nmの紫色のスペクトル線および、波長769.9nmと766.5nmの赤色の対となったスペクトル線(双子線)である。ナトリウムと共存していると、ナトリウムの強い黄色の発色によって覆い隠されることもあるが、コバルトガラスを使うことでこのナトリウムの強く黄色い炎色を除去することができる。
title: 炎
text: 炎の一番外側は外炎(がいえん)と呼ばれる。ここは酸素との接触が十分であるため、酸化反応が迅速に進行して熱を発生しており、炎の中で最も高温となっている。ここに他の物質を投入すると豊富な酸素と高い温度により、酸化反応が進行するため、酸化炎(さんかえん)とも呼ばれる。外炎にはCH、C2といった反応中間体が存在しており、これらが熱によって励起されて発光している。これらは主に青の輝線スペクトルを持つ光を放射しているが、この光はあまり強くなく明るい場所では目立たない。
title: ウランガラス
text: ウランガラスの最大の特徴として、真っ暗闇の中で紫外線ランプ(いわゆるブラックライト)で照らすと緑色に妖しく輝き蛍光を発するという点が人々を魅了してきた。似た特徴を持つ石として、含まれる不純物によって紫外線で紫色に蛍光するものがある蛍石があるが、ウランガラスは紫外線を受けると緑色に蛍光する。昔は紫外線ランプはなかったが、夜明け前の空が青色のときには空に紫外線が満ちているので、この時にウランガラスが蛍光を放つ事によりこの特徴が知られる様になった。
title: ブラックライト
text: ブラックライト(英語: black light)とは、わずかに眼で見える長波長の紫外線(波長 315-400 nm、UVA、Ultraviolet A)を放射する電灯である。ブラックライトの光自体は人間の目にほとんど見えないが、ブラックライトを当てた物体は内部に含まれる蛍光物質だけが発光するため、非破壊検査の磁粉探傷試験に使われるほか、視覚効果の一種としても利用される。
title: 炎
text: 有機物の燃焼の場合、炎の色は外炎においてはCHやC2といった物質の発光、内炎においては炭素の微粒子の発光によって決まっている。炭素含量の少なく酸素を含む有機物、例えばメタノールの燃焼においては炭素の微粒子の発生量が少ないため、内炎が目立たずに炎がほとんど見えないという特徴がある。
title: 臭化ストロンチウム
text: 臭化ストロンチウムは燃焼させると赤い強い光を出して燃えるため、フレアに利用される。
title: ホウ素
text: ホウ素を含む試料を炎で熱すると緑色の炎色が観測されるため、ホウ素の定性分析には炎色反応が利用される。この反応においては、銅やバリウムなども類似した緑色の炎色を示して妨害となるため、炭酸ナトリウムで妨害元素を分離するなどの前処理が必要となる。また、フッ化ホウ素の200°Cにおける炎色は鋭敏であるため、試料にフッ化カルシウムと硫酸を加えて試料中のホウ素をフッ化ホウ素とすることで微量の試料でも定性することが可能となり、およそ10 μg程度の検出限界が得られている。ほかの定性方法としては、1,2,5,8-テトラヒドロキシアントラキノン(キナザリン)とホウ素との反応によって生じる青色の発色が利用される。
title: アメシスト
text: 光沢はガラス光沢で、色は淡いライラック色から、濃紫色まで幅広い色合いがある。紫色の発色は、ケイ素を置換した微量の鉄イオンが放射線を受けると電子が飛ばされ電荷移動が酸素原子と鉄イオンとの間で起こり、三価の鉄イオンが四価の鉄イオンになり、これが形成した色中心(カラーセンター)が光のスペクトルの黄色を吸収するために、その補色である紫色が通過する様になるのが原因とされる。紫外線に曝露すると退色する(直射日光の当たる窓際などに置くと色が褪せてくる)。照射する光のスペクトル組成によって、見た目の色を大きく変化させる紫水晶は、「カラーチェンジアメシスト」もしくは「カラーチェンジタイプアメシスト」と称されている。 また、加熱すると色が黄色に変化し、宝石名としてはシトリンとなる(現在出回っているシトリンはアメシストを加熱したものが殆どである)。
title: フェロセリウム
text: フェロセリウムは、鉄とセリウムの合金である。表面が荒い物で高速で擦ると、3,000 °C (5,430 °F) の火花を発生する。セリウムの 150~180 °Cという低着火温度に起因する現象である。
title: カルシウム
text: この酸化物に対して炎を当てると明るい白色光を発する。この現象を熱ルミネセンスという。この現象は電灯が導入される前に主に劇場のスポットライトとして用いられた。また酸化カルシウムは水と反応して消石灰を作る.
title: アーク溶接
text: アーク溶接は強烈な紫外線を発生する。その強さは、アークから50cm離れた皮膚に数秒間アーク光を曝しただけで炎症を起こすほどであり、日光の比ではない。長時間アーク光に曝した場合、火傷、水ぶくれ、シミなどの症状が発生する。何度も至近距離で強烈なアーク光に皮膚を曝すと最悪皮膚癌に至る場合もある。通常、溶接の光では日焼けと同じような炎症を起こし皮が剥けるものの、小麦色の肌にはならない(しかしシミはできる)。裸眼でアーク光を見た場合、電光性眼炎(電眼炎)という目の炎症を起こす。何度も電光性眼炎になると視力の低下や最悪の場合失明に至る。この他、アーク溶接によって発生する紫外線は波長が短く、空気中に含まれる酸素分子をオゾンに変化させる。オゾンは酸化力が強く、生体にも打撃を与える。
title: カレン・マクドゥーガル
text: この反応は非常に激しく、反応熱によって水素ガスに引火する。その時、カリウムの炎色反応により水素炎は紫色を呈する。水素化カリウムの固体は空気中でも自然発火性を持つため、鉱油やパラフィン中にディスパージョンとして反応性を下げた状態のものが取り扱われる。パラフィン中にディスパージョンとしたほうが分散は良い。
title: 二酸化セレン
text: ガラスに二酸化セレンを添加すると赤色となる。大量に二酸化セレンを加えたガラスは深いルビーのような赤色を示す。また、ウランガラスに少量の二酸化セレンを添加すると透過色がオレンジ色となる。コバルト化合物を不純物とするガラスの青色を見かけ上打ち消して無色とするためにも、二酸化セレンが加えられた。
title: ネオン
text: ネオンは貴ガスとしては2番目に軽く、ガイスラー管に詰め放電すると橙赤色で光るため、ネオン管の封入気体として利用される。実際は、アルゴンや水銀などの添加物を用いてさまざまな色を出す。標準的な電圧と電流下において、ネオンのプラズマは貴ガス中でもっとも激しい光を放つ。人間の目には一般に赤 - オレンジ色に見えるこの光は、実際には多くの波長からなっている。強い緑色の光線も含まれるが、これは分光しないと判断できない。ネオン管は高電圧がかかると、管内に封入されているネオンがイオン化するために、サージ電流を素早く流す性質があり、落雷の電気をアースに流し機器類を守る避雷塔にも使われる。
title: フロギストン説
text: という反応が起き、赤い煙が発生する。シェーレはこれを、「熱を加えることでフロギストンが硝石に移動し、さらにそれが大気中に赤い煙となって放出される」と説明した。
title: 火
text: 炎の発する光は複雑である。すす、ガス、燃料の粒子などが黒体放射するが、すすの粒子は完全な黒体として振舞うには小さすぎる。また、ガス内で下方遷移した原子や分子が光子を放出する。放射のほとんどは可視光と赤外線の範囲にある。色は黒体放射の温度や燃焼に関わる物質の化学組成によって変化する。炎の色を最も左右するのは温度である。山火事の写真を見ると、様々な炎の色が見てとれる。地表付近は最も激しく燃焼しているため、有機物が最も高温で燃焼しているときの白または黄色の炎が見える。その上にはやや温度の低いオレンジ色の炎があり、さらに温度の低い赤い炎が見える。赤い炎の上では燃焼は起きず、燃焼しきらなかった炭素粒子が黒い煙となっている。
title: シアン化水素
text: 強熱すると高温炎を上げて燃え、窒素と二酸化炭素と水になる。炎色は桃色(『化学辞典普及版』森北出版)・青色(『化学辞典』東京化学同人)・紫色(『実験化学ガイドブック』丸善)と各種の表記があるが、現実には赤紫色と呼べる。このため原子吸光分析で燃料ガスとしてシアン化水素ガスボンベを使用する事がある。
title: 炎
text: その内側には内炎(ないえん)と呼ばれる部分がある。ここは外側の外炎で酸素が消費されており、酸素の供給が不十分となるため、酸化反応はあまり進行せず温度が若干低い。酸素が不足しているので、ここに酸化物を投入すると、酸化物から酸素を奪う還元反応が進行する。そのため還元炎(かんげんえん)とも呼ばれる。ここでは不完全燃焼が起こっており、炭素の微粒子(すす)が発生している。この微粒子が熱放射によって主にオレンジ色をした連続スペクトルを持つ光を放射する。炎の中では一番明るく光って見える部分である。
title: 色温度
text: 全ての物質は、その温度によってさまざまな波長の光を放射している。これを熱放射という。その色合いは、物質ごと、温度ごとに異なる。熱放射は、常温では弱いが、たとえば、鉄などの金属を加熱すると、目視できる程の光を発するようになる。最初はオレンジ色であり、温度が上がるにつれて、だんだん白く、より明るく輝くように見える。
title: スモーキークォーツ
text: 色彩に発色する原因は、はっきりとは分かっていないものの、地中で天然の放射線を受けると、ケイ素を置換した微量のアルミニウムイオンが三価のアルミニウムイオンから四価のアルミニウムイオンになり色中心(カラーセンター)となり、広範囲の波長の光を吸収するため灰色に見えるとされている。長期間にわたる放射線の影響で、受けた放射線の量が多いほど光の吸収部が増えていくことで淡灰色→灰色→黒色と色が濃くなる。
title: オパール
text: プレシャス・オパールは遊色があり、キラキラと輝く(これをオパールの「火」(fire)と言う)。そのため、宝石としての価値が高い。
title: クロミズム
text: 身近なソルバトクロミック物質としては、脱水剤などに含まれている塩化コバルト(II) がある。塩化コバルト(II) は無水状態あるいは有機溶媒中では青いが、水が存在すると赤くなるため、湿度を知る目安として広く利用されている。
title: 火吹き
text: メタノールは金属塩などを加えて各色に着色した炎をつくるために利用されることがあるが、エタノールよりさらに危険である。体内への吸収によって失明や神経症を起こしえる。
title: 太刀山峯右エ門
text: 蛍光も同じ発光現象(ルミネセンス)であるが、蛍光は励起一重項状態から基底一重項状態への許容遷移の際に起こるのに対し、燐光は励起三重項状態から基底一重項状態への禁制遷移の際に起こる。そのため、蛍光に比べると燐光は一般的に寿命が長くなる。両者の違いについては蛍光に詳しい。ルミネセンス(主にフォトルミネセンス)において、励起光が消失したあとも長く発光することから蓄光性とも呼ばれ、蓄光塗料(夜光塗料)として利用される。
title: 定性無機分析
text: シュウ酸を濃硫酸で処理すると二酸化炭素と一酸化炭素を生ずる。発生した一酸化炭素は青い炎を出して燃える。また、シュウ酸は過マンガン酸カリウムを脱色し、塩化カルシウムとは沈殿を作る。
title: アレキサンドライト
text: 微量に鉄、クロムなどの不純物を含む。モース硬度は8.5。青緑色系スペクトルの強い太陽光(または蛍光灯の明かり)の下では青緑色を示すが、赤色系スペクトルの強い白熱灯や蝋燭の明かりの下だと色が鮮やかな赤色に変わる。これは微量に含有されているクロムの影響で、光源によって石に吸収されるスペクトルが大きく異なるためである。
title: 亜鉛
text: 亜鉛は空気中で燃焼して明るい青緑色の炎色を発しながら酸化亜鉛のフュームとなる。
title: 放出スペクトル
text: 放出スペクトルは、周期表上の元素によって異なるため、物体の組成を決定するのに用いることができる。1つの例は、地球に届く光を分析して恒星の組成を同定する天体分光学である。いくつかの元素は、熱することでその放出スペクトルを裸眼でも見ることができる。例えば、白金線を硝酸ストロンチウム溶液に浸して炎の中に入れると、ストロンチウム原子は赤い色の光を放出する。同様に、銅を炎の中に入れると、炎は緑色になる。このような明確な特徴により、元素の同定が可能である。ただし、全ての放出光が裸眼で見える訳ではなく、紫外線や赤外線が含まれる場合もある。
title: 第1族元素
text: アルカリ金属元素は、いずれも炎色反応を示す。ナトリウムの発光はD線と呼ばれる波長589 nmの単色光であるため、単色光でないと測定ができない旋光度を測定するための光源に利用される。このD線は、実際は1本の輝線ではなく、波長589.592 nmのD1線と波長588.995 nmのD2線の2本に分かれた双子線である。これは、ナトリウムの最外殻電子のスピンが2方向あるためであり、同様の理由によりナトリウム以外のアルカリ金属元素のスペクトルも双子線となる。セシウムのみは励起に必要な高温を得るために、酸水素炎で観察する必要がある。
title: 化学発光
text: ルシゲニンの酸化はとてもよく知られた化学発光反応の一つである。ルシゲニン水溶液とエタノールまたはアセトンと過酸化水素を含む強塩基性水溶液とを混合すると、鮮やかな緑を放出し、それは青緑そして最終的には青色の放出に変化する。放出は条件が揃えば2-3分は続く。
title: 光害
text: 人工光により夜空が明るくなると、天文台での天体観測や、アマチュア天文家の天体観望や写真撮影(撮像)などの妨げとなることが多い。観測限界等級の上昇(可視光の波長域では顕著であるが、赤外線の波長域ではほとんど問題にならない)、水銀灯などに由来する水銀輝線の混入が代表的なものである。ナトリウム灯のオレンジ色の光の影響は、光量で見れば水銀に比べて軽微であり、観望や撮像の時には無視できる。分光観測においても、ナトリウム輝線は2本のみであることと(ナトリウムそれ自身を除いて)天体観測に重要な輝線と重ならないことにより、判別・分離が容易である。このため、天文台近辺で照明が必要な場合はナトリウム灯を採用することが多い。
title: 大気電気学
text: コロナは空気分子をイオン化する議論の物体の周囲の電場により引き起こされ、暗い場所で見やすくなるかすかな光を作り出す。セントエルモの火を起こすにはセンチメートルあたり約1,000 – 30,000ボルトが必要である。しかし、これは物体の構造に依存する。電場は曲率の高い領域により集中するため、尖った点では同じ結果を得るために低い電圧で済み、したがって尖った物体の端で放電が強くなる。セントエルモの火と普通の火花はともに高電圧が期待へ影響を与えるときに生じることがある。セントエルモの火は、雷雨の間に嵐の下の地面が帯電し、雲と地面の間の空気に高電圧がかかっているときに見られる。電圧が空気分子を引き裂き、空気が輝き始める。地球の大気中の窒素と酸素によりセントエルモの火は青や紫の蛍光を発する。これはネオンサインが光るメカニズムに似ている。
title: 京都市立西陣中央小学校
text: 光ルミネセンス(Photoluminescence:PL)とは、物質が光(フォトン)を吸収した後、光を再放出する過程である(反射とは異なる)。 蛍光物質や蓄光(燐光)物質に紫外線など高いエネルギーを持つ光を照射すると吸光し、励起状態(不安定な状態)となる。その状態から基底状態(安定な状態)に戻ろうとする時に放出する光(可視光など)および現象をいう。すなわち、電磁波照射によるルミネセンス(光エネルギーを与えた場合に発光する現象)のことである。
title: 二酸化窒素
text: 二酸化窒素(にさんかちっそ、英: nitrogen dioxide)は、NO2 という化学式で表される窒素酸化物で、常温・常圧では赤褐色の気体または液体である。窒素の酸化数は+4。窒素と酸素の混合気体に電気火花を飛ばすと生成する。環境汚染の大きな要因となっている化合物である。赤煙硝酸の赤色は二酸化窒素の色に由来している。大気中の濃度は、約0.027 ppm。二酸化窒素は常磁性の、C2v対称性を持つ曲がった分子である。
title: オゾン
text: いくつかの電気機器は人間が臭いを感じる程度のオゾンを発生させる。特にブラウン管テレビやコピー機など高電圧を用いる装置で起こる。ブラシによって整流する電気モーターは機器内で繰り返される火花によってオゾンを発生させる。エレベーターやポンプなどに使われる大型モータは小さいモータよりもオゾン発生量が多い。なお、これは整流子電動機特有の現象で、整流子のない誘導電動機・同期電動機ではオゾンは発生しない。この他に、例えばアーク溶接実施時のように、波長の短い紫外線(UVC)を空気中で発生させた場合も、空気中に含まれる酸素分子が反応を起こしてオゾンが発生する。
title: 黒体
text: 黒体放射(英: black body radiation)とは黒体から放射される光。温度が低いときは赤っぽく、温度が高いほど青白くなる。夜空に輝く星々も青白い星ほど温度が高い。温度はK(ケルビン)で表示される(右図参照)。
title: フレア (兵器)
text: 燃焼はせず、鈍い赤色の輝きを放つだけなので、実用距離内では肉眼では見えないが、赤外線センサからは目標のように見える赤外線放射を生成する。デコイが正確な温度であれば黒体放射特性と一致するエネルギー対波長特性を呈することから黒体フレアと称されることもあるが、真の黒体の理想的な放射特性を有するわけではないので、より正確には灰色体(gray body)デコイと称される。
title: 加水分解
text: ハロゲン化物など求電子性の高い無機化合物には、加水分解を受けてハロゲン化水素とともに水酸化物やオキソ酸を与えるものがある。塩化チタン(IV) は空気に触れると白煙を生じるが、これは湿気により加水分解を受けて酸化チタン(IV) に変わるためである。
title: スカンジウム
text: スカンジウムは銀色の軟らかい金属であり、空気中で酸化されて淡黄色もしくは淡桃色の酸化皮膜が生成する。また、常温でハロゲン元素とも反応する。比重は2.99、融点は1,541°C、沸点は2,836°C。常温常圧で安定な結晶構造は六方最密充填構造(HCP、α-Sc)だが、加熱することにより更に2つの形態(β、δ)があり、それぞれの結晶構造は立方最密充填構造と面心立方格子である。水や希酸には徐々に溶解し、熱水や酸には易溶。ただし、硝酸とフッ化水素酸を1:1で混合した溶液に対しては反応せず、これは不動態層が形成されるためと考えられている。空気中で燃焼させると、黄色く輝く炎を発して酸化スカンジウム(III)を形成する。通常+3の酸化数を取る。
title: サーモクロミズム
text: すべての無機化合物はある程度サーモクロミックだが、ほとんどは、わずかな色変化に留まる。例えば、室温では白色の二酸化チタン、硫化亜鉛及び酸化亜鉛は、加熱により黄色を呈する。同様に、酸化インジウム(III)は黄色であり、加熱すると暗褐色に暗色になる。酸化鉛(II)も同様の色変化を示す。色の変化は、これらの材料の電子特性(エネルギーレベルと電子密度分布)の変化による。
title: 炎色反応
text: 炎色反応(えんしょくはんのう)(焔色反応とも)とは、アルカリ金属やアルカリ土類金属、銅などの金属や塩を炎の中に入れると各金属元素特有の色を示す反応のこと。金属の定性分析や、花火の着色に利用されている。
title: 真空
text: この放電をガラス管中で起こすと管長内部で発光状態が異なる。陰極から陽極に向かって陰極暗部、負グロー、ファラデー暗部、陽光柱が観察される。負グロー、陽光柱は気体の種類で異なり、窒素では負グローが青色に陽光柱は赤色になる。
title: 紫外線
text: 紫外線の新たな用途として、電気試料上のコロナ放電 (単に「コロナ」と呼ばれる)を観測することがある。試料の絶縁の劣化や汚染はコロナを引き起こす。そのコロナでは高電界が空気をイオン化し、窒素分子を励起し、紫外線の放射を引き起こす。コロナは試料の絶縁性を低下させる。コロナはオゾンとわずかな酸化窒素を作り出し、酸化窒素は、周囲の空気中の水分と反応し亜硝酸もしくは硝酸の蒸気を作りだす。
title: 江越彬紀
text: 変色効果(へんしょくこうか)は、鉱物に見られる光の効果のひとつで、ある鉱物が異なる光源下で違う地色を示すことを云う。特に宝石に関しては、日光・蛍光灯下と白熱光・燃焼光下での明瞭に色が違って見える現象を指し、具体的にはアレキサンドライトだと日光・蛍光灯下では暗緑色、青緑色を示すが、白熱灯や蝋燭の明かりの下だと赤紫色に変わる。アレキサンドライト効果ともいい、この効果を示す石をアレキタイプなどともいう。
title: ルミネセンス
text: ルミネセンス(luminescence)とは、物質が電磁波の照射や電場の印加、電子の衝突などによってエネルギーを受け取って励起し、低いエネルギー状態の分布数に対する高いエネルギー状態の分布数の比が熱平衡状態のときと比較して大きい状態にされたときに起きる自然放出による発光現象およびその光を指す。ルミネッセンスまたは冷光とも呼ばれる。
title: 異極鉱
text: 菱亜鉛鉱と間違われることがあるが、希塩酸の中に入れるか、ブラックライトを当てると見分けられる。希塩酸の中に入れると異極鉱は泡を出さずに溶け、それに対して菱亜鉛鉱は炭酸ガスを出し、シューシューと音を立て、泡立ちながら溶ける。また、ブラックライトを当てると、異極鉱は変化がないが、菱亜鉛鉱はピンク色に変化する。
title: 発光バクテリア
text: 切り身の上で、一昼夜放置している際に発光バクテリアは増殖し、コロニーを形成する。このようにコロニーを形成すると、微弱ながら発光をするようになる。その発光色は青や黄色など、種によっても異なり、たとえば Vibrio fischeri では主な波長は495nmと報告されており、これは色で言えば青緑に相当する。
title: コバルトガラス
text: 500-700 nm の範囲に強い吸収を持つため、炎色反応の観察時に、ナトリウムに由来する 589 nm の輝線を吸収する光学フィルターとして利用されるほか、そのきれいな青色からガラス工芸などに使われる。
title: ナトリウムランプ
text: ナトリウムの蒸気圧すなわち濃度を上げる事により、輝線スペクトルが一旦吸収されるなどしてエネルギーが変化し、発光スペクトルの波長域が広がり、橙色がかった黄白色(低圧ナトリウムランプよりオレンジ色がかって見える)の光を放つようになる。
title: 熱ルミネセンス
text: 熱ルミネセンス(ねつルミネセンス、英語: Thermoluminescence)とは、ハロゲン塩等の結晶に光やX線や放射線等の高エネルギー線を照射後、加熱すると発光する現象である。
title: カロリック説
text: 一方でこの熱放射に関しては、古くから光との類似性が指摘されていた。そして1800年、ウィリアム・ハーシェルは太陽光をプリズムで分け、波長ごとの熱作用の力を調べる実験を行った。その結果、青色の波長から赤色の波長へと近づくごとに熱は強くなり、さらに赤色の波長を越えたあたりに熱は最大になること(赤外線)が確かめられた。この実験により、放射熱と光の類似性は確かなものとなった。
title: 色素
text: 異なる金属イオン間の電荷移動や分子軌道間の電子遷移のエネルギーに起因する電荷移動吸収帯が可視領域と合致して発色する場合がある。たとえばサファイアはコランダムに不純物として含まれたFeとTiのイオン間で電子遷移が発生する際に約2電子ボルトのエネルギー差がある。その為、電荷移動吸収帯は黄色から赤にかけて吸収を持ち、透過光は青色を示す。同様な機構で酸化鉄Fe3O4、鉛丹Pb3O4も呈色することが知られている。
title: 熱傷
text: 日焼けも厳密に言えば熱傷である。太陽光線に含まれる紫外線(UVA, UVB)に曝露すると、皮膚組織の破壊が起こる。日焼けといえども、照射時間・範囲のいかんによっては重態になる可能性がある。
title: 放電索
text: 気象条件によっては放電索を備えていても機体表面の電位差を持つ部分にコロナ放電が発生する。これは操縦席風防などにも発生し、青白い光(セントエルモの火)として観察される。
title: 高エネルギー可視光線
text: 青色の光(ブルーライト)を減衰させるという眼鏡が市販されている。
title: 炭酸アンモニウム
text: 58 °C で熱分解し、二酸化炭素(石灰水を入れると白く濁る)とアンモニア(水にぬれた赤色リトマス紙を近づけると青色に変化する)と水(塩化コバルト紙を近づけると青色から赤色に変化する)に変わる。空気中に放置してもゆっくりと二酸化炭素とアンモニアを放出しながら分解し、炭酸水素アンモニウムが残る。水に可溶で、水溶液は塩基性を示す。
title: トリウム
text: 酸化しやすいが、表面に酸化皮膜が形成されるとそれ以上進行しない。空気中で加熱すると白光を発して激しく燃焼し、粉末は常温で自然発火する。高温ではほかに、水素、窒素、第17族元素(ハロゲン)と反応する。純度が高ければ空気中でも安定しているが、酸化物と混合すると酸化が促進され、灰色から最終的には黒色となる。高純度の試料でも0.1 %ほどの酸化物を含んでいる。
title: リン
text: 白リン(P4)は四面体形の分子からなり、比重が1.82、融点が44.1 °C、沸点が280°Cの、常温常圧で白色ロウ状の固体である。発火点は約60°Cで些細なことで自然発火するため、水中で保存する。空気中で室温でも徐々に酸化され、熱および青白い光を発する。現在、燐光は別の発光現象の意味で用いられているが、その語源でもある。ベンゼン、二硫化炭素(CS2)などの有機溶媒によく溶ける。強い毒性を持ち、ニンニクのような臭いがある。日光にあたると赤リンに変化する。
title: コラソン・アキノ
text: ちなみに、この錆(亜酸化銅)はほぼ大気中では安定し、その他の錆や緑青(炭酸銅や酢酸銅)の発生を防ぐ役割もしている。鉄鐔に赤錆(三酸化二鉄)が出ないように、表面に黒錆(四酸化三鉄)を付けるのと同じ役割も果たしている。
title: 水の青
text: 液体の水の色は、長いパイプに入れた純水に白色光源を当てることにより観察できる。このとき水はターコイズブルーを呈し、これは補色の関係にある赤色領域に弱い吸収帯が存在することに起因する。可視領域には 760nm(赤色)を中心にやや強い吸収帯、660nm(赤橙色)、605nm(橙色)を中心に弱い吸収帯が存在する。物質の色に深く関連する紫外可視吸収スペクトルは通常、分子軌道の電子遷移に由来するが、水分子の電子遷移エネルギーに相当する波長は200nm以下の紫外領域となり、電子遷移が色に寄与することは無い。
title: 炭酸リチウム
text: リチウムは炎色反応により濃赤色の炎を作るため、炭酸リチウムの形で花火に使われている。
title: 酸水素ガス
text: 酸水素ガスは、ライムライトなどのガス灯で使われている。ライムライトの場合、酸水素ガスの炎を使って石灰片を熱し、それによって発する白熱光を照明に使う。酸水素ガスは爆発性があるため、ライムライトは電気による照明に置き換えられていった。
title: 構造色
text: 牛乳が白いのは、脂肪のコロイドが光を散乱するためである。青い空、夕焼けなどの色は、太陽光が大気中の窒素分子や酸素分子によって散乱されるためである。このような、光の波長より小さな粒子による散乱現象はレイリー散乱と呼ばれる。光の波長と同程度の粒子(散乱体)による光の散乱はミー散乱と呼ばれる。雲が白く見えるのはミー散乱によるものである。
title: 水の青
text: 硫酸銅やメチレンブルーなどを溶解した水は溶質の可視光線の吸収に由来する青色を呈するが、純粋な水も赤色の波長領域に弱い吸収帯が存在する。すなわち、水自身が本質的にわずかな青色に着色している。
title: 熱放射
text: 熱放射の基礎理論はプランクの法則である。白熱電球は、電流が少ない場合は弱く赤っぽい光を出すが、電流が多くなると強く白っぽい光を出す。その理由はプランクの法則で説明できる。プランクの法則は、黒体という仮想的な物体について、熱放射のスペクトルと温度の関係を説明している。黒体が発する熱放射を黒体放射という。同じ温度での実際の物体の熱放射は黒体放射よりも弱いが、基本的な性質は同じである。実際の物体が出す熱放射と黒体放射の比を射出率または放射率εという。
title: 火薬
text: 花火は、火薬に金属塩や金属粉末を混合して燃焼させることで、その時に発する色や音、形を観賞するものであり、発射用と並んで火薬のもっとも古い使用法のひとつである。火薬をそのまま燃焼させるだけでは単色しか出ないが、火薬に炭酸ストロンチウム(紅色)や硫酸銅(青色)などを混ぜることで炎色反応により、様々な色で発光する。
title: 銅
text: 銅は青緑色の炎色反応を示すため、炎色反応の観察によっても定性分析をすることが可能である。その青緑色の輝線の波長は530から550 nmの幅を持つブロードなスペクトルである。
title: レッドエッジ
text: 虹が七色に見えることからも直感的に分かるように、太陽から届く光は様々な波長で構成され、その光は反射している (いわゆる反射スペクトル)。このうち赤色光や青色光は光合成に必要であり、植物 (具体的にはクロロフィル) がこれらの光を吸収していることから、葉が赤や青の光を反射する率は低い。その一方で緑色光は光合成に不要なため、葉に当たっても反射してしまい、結果として緑の反射率は赤や青よりもやや高くなる。この反射率の違いによって、人間の眼には反射した緑色光が入ってくることから、植物が緑色に見える。そしてレッドエッジの特性を示す700nm付近の近赤外線になると、植物の反射率が急激に上昇する。しかしながら、近赤外線は人間には不可視であることから、植物が赤く光って見えることはない。
title: 酸化鉄(III)
text: 結晶は硬く金属光沢をもった黒色だが、粉末になると赤褐色を示す。一般的にみられるものは常温常圧で生成した微結晶の集合で、非常にもろい赤褐色の固体。水酸化鉄の脱水や、金属鉄の自然酸化によって生ずる。赤鉄鉱を構成しており、これを還元して金属鉄を得る。「赤さび」と呼ばれる錆は、鉄の自然酸化によってこの物質ができることによって生ずる。
title: 銅
text: 銅は花火の着色料としても用いられる。これは銅の化合物が炎色反応を示すことを利用したもので、青色を得るのに用いられる。炎色反応は青緑色である。また、オリンピックをはじめ、様々な大会やコンクールなどで、金、銀に次ぐ3位の色として使われる。
title: 発光
text: 主に、熱放射(黒体放射) (恒星、炎、白熱灯などの光)やルミネセンス(冷光)が知られる。その他、荷電粒子線の制動放射による発光、 チェレンコフ光などがある。
title: 2008Jユースカップ
text: 皆既日食の際に、月に隠された太陽の縁から立ち昇る赤い炎のように見えることから名づけられた。紅炎が赤く見えるのは、彩層と同様に主にHα線を放射しているためである。Hα線を選択的に通すフィルターを用いれば、通常時でも観測することができる。
title: 酸化コバルト(II)
text: 赤熱した単体のコバルトに水蒸気を接触させて得られる。
title: 紫外線
text: 火災報知機には、紫外線の検知器が用いられる。物質は燃焼する際に特有のスペクトルを放出するが、ほとんどの物質(例えば、炭化水素・金属・硫黄・水素・ヒドラジン・アンモニア等)は紫外線領域と赤外線領域両者に発光スペクトルを持つ。例えば、水素が燃える炎は、185–260 nm の範囲で強く、赤外線領域で弱く発光が存在する。一方、石炭の炎は非常に弱い紫外線と非常に強い赤外線の波長の光を放出する。このように火災検知器は、紫外線と赤外線両者の検知器を備えた方が、紫外線のみの検知器より信頼性が向上する。
title: 水酸化リチウム
text: この反応は非常に激しく発熱的であり、ナトリウムなどよりは穏やかであるが空気中で反応させると発生する水素 (H2) が明るい炎をあげて燃焼する。このため、リチウム電池は水と接触させてはならないとされる。
title: 水ガラス
text: 水ガラスが凝固した物を加熱乾燥させると、シリカゲルと呼ばれる二酸化ケイ素のキセロゲルとなり、多孔質で表面積が大きいため、乾燥剤や触媒などとして利用されている。シリカゲル作成の際に、水分の指示薬として塩化コバルト(II)を添加して、青から薄桃色に呈する変化が知られている。
title: HOW CRAZY YOUR LOVE
text: 殺菌力を持つ波長域というのは紫外線のことを差す。水銀のスペクトル線のうち、253.7 nm付近(UV-C領域)のものが特に殺菌力が高い。菌細胞内の核酸へ作用し、DNAを損傷(チミン二量体を生成)することで殺菌効果を発揮する。この波長域の光線は一般のガラスでは吸収されてしまうため、殺菌灯の管には石英ガラスが使われる。
title: 炎色反応
text: 高温の炎中にある種の金属粉末や金属化合物を置くと、試料が熱エネルギーによって解離し原子化される。それぞれの原子は熱エネルギーによって電子が励起し、外側の電子軌道に移動する。励起した電子はエネルギーを光として放出することで基底状態に戻り、この際に元素に特徴的な輝線スペクトルを示す。したがって、比較的低温で熱励起され、発光波長が可視領域にある元素が、微粉末や塩化物のような原子化されやすい状態になっているときにのみ、炎色反応が観察される。
title: 白川英樹
text: ポリアセチレンに関する最後の試験として、塩素を加えた時にどのように反応が起きるのか調べたところ、わずかな反応で薄膜が黒くなり、電子状態が大きく変わって分子の振動による吸収が起きていると考えられた。この時に赤外線を透過しなくなることが、ポリアセチレンの薄膜化に匹敵するほど印象に残っていたという。なお、後に炭素に正の電荷が付与されて赤外活性になるということが分かったが、ドーピングによってそのような現象が起きていることは当時は分からなかった。
title: あぶりだし
text: 塩化コバルトの場合は、熱すると塗った所に残った塩化コバルト六水和物の結晶から水が取れ、藍色の塩化コバルト無水物が析出することが炙り出しの原理になっている。そのため、厳密にいえば、前述の炙り出しとは少々趣が異なる。なお、この方式では塩化コバルト無水物は吸湿性をもつため、しばらくすると空気中から水を吸収し塩化コバルト六水和物に戻り、炙り出す前の状態に戻る。そのため何度も炙り出すことが可能となる。また、紙の発火点よりもはるかに低い温度で無水物に変わるため、ドライヤーでの炙り出しも可能であり、火を使うよりも安全であるという利点がある。ただし、塩化コバルト六水和物自体に赤系の色があるため、濃度によっては炙り出さなくても見えてしまうという欠点もある。
title: 寒色
text: 燃焼時の発色が赤や橙や黄色といった暖色系の色の炎よりも青や水色といった寒色系の色を出す炎の方が高温である。暖色/寒色といった感覚とはちょうど反対なので注意する必要がある(→色温度)。
title: フロギストン説
text: また、シェーレによれば、硝石に熱と酸を加えたときに発生する赤い煙(NO2)には、フロギストンが含まれている。というのも、硝石に酢酸を加えても煙は発生しないが、熱を加えると