血は明らかに赤いのに、なぜ血管は青緑色に見えるのでしょうか?

点滴の過程を振り返ると、皆さんもまだ少し怖いと思います。特に手が太くて血管がはっきり見えない人の場合は、注射を担当する看護師が輪ゴムで手首を縛り、手の甲の血管を膨らませてから、針をつまんでゆっくりと血管に刺していきます。

この時点で、言い表せないほどの圧迫感に多くの人が顔を背けることになるだろうが、精神的に強い人はその過程全体を見守ることになるだろう。残酷で無情な人の中には、看護師をじっと見つめて手が震える人もいます。針が挿入され、血圧により血液がカテーテルに流れ込むと、暗い赤色の血液をじっと見つめ、「私の血液は明らかに赤いのに、なぜこれらの血管は青緑色なのだろう？」と不思議に思うかもしれません。

出典: aijiutop.com

1

血管の青い色は光と関係がある

私たちの血管は皮膚のさらに深いところにあります。光が表皮を透過すると、レイリー散乱が起こります。波長が短い青色光は大量に反射されますが、波長が長い赤色光は血管の奥深くまで浸透して吸収されます。赤色光が吸収されるにつれて、青色光の反射がより顕著になります。

もちろん、血管が表皮の浅い部分（深さ約0.5mm）に分布し、太陽光にさらされると、ウサギの耳の血管のように、血管本来の鮮やかな赤色を忠実に映し出します。

ご存知のとおり、光はさまざまな波長と周波数を持つ電磁波です。人間の目が知覚できる周波数範囲内の光波は可視光と呼ばれます。人体の錐体細胞と脳神経は、異なる周波数の可視光を異なる色として処理することができ、それが私たちが色を認識できる理由です。

出典: Wikipedia

太陽光を分解すると虹が見えます。虹の色の分布に基づいて、可視光の周波数と波長の法則を簡単に見ることができます。赤色光に近づくほど、光の波長は長くなり、周波数は低くなります。紫色に近づくほど、光の波長は短くなり、周波数は高くなります。

出典: Wikipedia

光が不均質な媒体（大気など）内を伝播する場合、光は散乱されます。これらの媒体粒子の直径が光の波長よりも小さい場合、光はレイリー散乱を起こします。つまり、粒子は光をあらゆる方向に散乱させ、反射強度は波長の 4 乗に反比例します。つまり、波長が短い青色光は、波長が長い赤色光よりもレイリー散乱が強くなります。空が青いのは、大気中の分子が大量の青い光を散乱させるからです。人間の目は紫色の光に敏感ではないので、紫色ではありません。

それで、これは血管とどのような関係があるのでしょうか?

2

色の恒常性

上記では、反射光が物体の色に与える影響を紹介しましたが、物体の具体的な色は、実は人間の脳の色処理の仕組みに大きく左右されます。写真撮影によく接する友人は、カメラにホワイトバランスと呼ばれる機能があり、カメラに設定した色温度の値に基づいて写真の白のバランスを取り、被写体の本来の色を復元できることを知っているはずです。

人間の体の色彩処理機構にもこの機能は備わっていますが、精度と正確さはより高くなります。通常の白色光が物体に当たったときに、その物体が示す色を固有色と呼びます。他の色の光源が物体に当たった場合でも、私たちの脳は物体の本来の色を素早く区別することができます。物体の色に対する私たちの判断は、基本的に照明光源の色には影響されません。この不思議な現象は色恒常性と呼ばれます。

下の写真の青緑色の光に照らされたイチゴのように、他の部分を覆うと、この場合イチゴは灰色に見えることがわかりますが、全体の環境と組み合わせると、イチゴ本来の赤い色がすぐに判断できます。色恒常性は、人類が数十万年にわたる進化の末に獲得した能力です。これにより、現在の環境を素早く識別し、特殊な照明条件下での物体の表面の色による混乱を避け、人間の生存能力を大幅に向上させることができます。

青緑色の光で照らされても、イチゴが赤いことがわかります。

出典: 知乎

しかし、この能力は完璧ではありません。照明条件が極端すぎたり、周囲の環境の照明情報が欠落していたり​​すると、誤解に陥りやすくなります。最も典型的な例は、数年前にインターネット上で数え切れないほどの人々の議論を引き起こした黄色と白/青と黒のドレスです。

出典: インターネット

私が言えるのは、写真を提供してくれた人の説明によると、通常の白色光の条件下ではこのドレスの本来の色は青黒だということです。しかし、写真では強い黄色の光が直接ドレスの本来の色合いを失わせています。同時に、ドレスが写真全体を占めているため、周囲の環境の照明条件が欠落しており、色恒常性メカニズムは環境全体の照明の参照を欠いており、多くの人が誤った判断を下すことになります。これは、世界観の崩壊の大規模なシーンと言えるでしょう。

色恒常性メカニズムにより、物体の色は周囲の環境の照明条件にも関連していることが分かります。青い血管に戻ると、皮膚の下の密な血管は周囲の組織と切り離すことができません。周囲の組織で反射された光は人体の色恒常性機構に大きく干渉するため、私たちの目には血管が青緑色に見えます。

古代人は、聞くことは偽りであり、見るものは真実であると言いました。しかし、現在では科学技術や社会の発展により、この格言はますます信頼性が低くなっているようです。今日、人体の一部の視覚メカニズムを理解した後、私たちは、ただ無音の写真を見つめるだけでも、普通のスカートを見るだけでも、私たちの目は騙されることを知っています。悲しすぎて涙も出ないのですか？