色素の成分と、光の波長って共振しますか？

Question

高校で課題研究を行っています。
紫外線と色の退色について研究しています。
同じ種類のおんさが片方鳴らすと、もう片方も鳴るように、
紫外線などの波長が特定の物質だけ合い、破壊されやすくなってしまうようなことはあるのでしょうか。

Accepted Answer

紫外線ではなく、X線の領域だと共鳴による吸収率の変化というものを利用した測定がよく行われています。
エックス線吸収微細構造測定、通称XAFSと呼ばれるモノです。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A8%E3%83%83%E3%82%AF%E3%82%B9%E7%B7%9A%E5%90%B8%E5%8F%8E%E5%BE%AE%E7%B4%B0%E6%A7%8B%E9%80%A0

他には、共鳴ラマン散乱という現象もあります。

ただ、吸収変化が起きる波長帯域が極めてせまいです。
また、個体であれば、励起時のエネルギーが他へ散逸しやすいです。
そのため、基本的には波長選択によって特定の物資だけ破壊ということは厳しいです。

Answer

通常の紫外線による退色の場合は共振の関与は考えにくいでしょう
むしろ光電子発生などの量子論的な効果が支配的だと思います。
（つまり通常は有る波長よりエネルギーの高い短い波長の方が.より効果が大きい）
もちろん高分子材料には吸収スペクトルのように特定波長を強く吸収する性質を持つものも多いですが、共振というような長時間の現象によるものではありませんね。
https://www.an.shimadzu.co.jp/uv/support/lib/uvtalk/uvtalk2/apl.htm

Answer

褪色を説明するために、波長の「共鳴」を利用することは初歩的にはよさそうですが、科学的に正確性を求めるのであれば、あまり適切であるとは言えないと思います。
光による物体の「褪色」を定量的に評価するには、光源の分光分布と対象に照射される光の量の絶対値が重要です。それに加えて、対象物がどのような波長の光に影響を受けやすいかの程度である「作用関数」を考慮する必要があります。一般的には、波長の短い光ほど褪色などに対する作用が強くなりますが、対象物次第では、特定の波長の影響を強く受けるものもあります。
光源の分光分布を定量的に測定するには、「分光器」など高価な測定器を必要としますが、光源の種類を特定すれば、webでも定性的なデータであれば入手できます。もう少々追記頂ければ、課題研究のお手伝いができるかもしれません。

色素の成分と光の波長の共振について