たった1つで七変化?3色LEDで「光の三原色」を手のひら実験!

サイエンストレーナーの桑子研です。毎日が実験。

夜空を彩るイルミネーションや、今みなさんが見ているスマホの画面。あんなに色鮮やかなのに、実はたった「3つの色」の組み合わせだけでできているって知っていましたか?今回は、そんな光の魔法を手のひらサイズで体験できる、面白い電子部品を手に入れたのでご紹介します。

魔法の電球?1つで3色を放つ「RGB LED」

今回購入したのは、1つのパッケージの中に3種類の発光ダイオードが詰め込まれたRGB LEDです。見た目は普通のLEDと似ていますが、大きな特徴はこの「足」の数。なんと4本も生えているんです。

5mm LED発光ダイオード共通カソード4Pin RGB (amazon)

一番長い足がアノード(プラス極)で、残りの3本の足がそれぞれ赤(Red)・緑(Green)・青(Blue)の光を担当しています。さっそく、3Vのボタン電池を使って、1色ずつ光らせてみましょう。

赤色の光。情熱的ですね。

緑色の光。とても鮮やかです。

青色の光。深みのある色合いです。

この3つの色は「光の三原色」と呼ばれ、これらを混ぜ合わせることで、私たちはこの世のほとんどの色を作り出すことができるのです。

光を混ぜる実験!理想と現実の「色の三原色」

「光を混ぜたらどうなるんだろう?」というワクワクを抑えきれず、複数の足を同時に電池に接続してみました。

まずは緑と青の組み合わせ。

緑と青が重なり、きれいなシアン(水色)になりました!

続いて、赤と緑。同じ光量であれば「黄色」になるはずですが……。

黄色というよりは、オレンジ色に近い色味になりました。

最後に、青と赤。本来なら「マゼンタ(紫)」を期待したいところですが……。

ほとんどに支配されてしまいました。紫の気配がありません!

なぜ色が偏るの?LEDの「個性」を読み解く

実験の結果、「赤が強すぎる」という面白い課題が見えてきました。

実はLEDは、色によって光りはじめる電圧(順方向電圧)が異なります。一般的に、赤色のLEDは低い電圧でも元気に光りますが、青色や緑色のLEDはより高い電圧を必要とします。同じ3Vの電池につなぐと、赤色にばかり電流が流れてしまい、他の色を圧倒してしまったと考えられます。

これを解決するには、赤色の足にだけ抵抗器をつけて、流れる電流を少し抑えてあげる必要があります。こうした「それぞれの特性に合わせた微調整」をすることで、初めて美しい白や紫が生まれるのです。

1つのLEDの中に広がる、光の三原色の世界。ただ光るだけでなく、「どうすれば理想の色になるのか?」を考えるきっかけをくれる、素晴らしい教材だと感じました。みなさんも、身の回りの光がどうやって作られているか、ぜひ観察してみてくださいね!

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