光がつけるのは、銀原子4個ほどの印だけだった ｜ 写真の正体

スマートフォンを向けて押すだけで、光の一瞬が残ります。光は当たった瞬間に消えるのに、写真は何を記録しているのでしょうか。ピンホールとレンズ、最古の写真、潜像と現像の増幅、色、CCDとCMOS、ベイヤー配列、ショットノイズまで、大学講義レベルで掘り下げます。 ▼ 目次（チャプター） 0:00 導入 1:15 第1章 穴が像を作る 4:09 第2章 レンズとF値 7:06 第3章 最古の写真 9:45 第4章 見えない像 12:19 第5章 潜像の正体 16:19 第6章 ネガとポジ 18:48 第7章 色は3枚 22:22 第8章 光子を電子で数える 25:49 第9章 画素は1色しか見ていない 28:46 第10章 暗いと粗い 32:23 おわりに ▼ この動画で分かること ・小さな穴が逆さの像を作る理由と、くっきりさと明るさが引き合うこと、レンズとF値（1段で光が半分）の意味 ・最古のカメラの写真（ニエプス、1827年）が数日かかった理由と、ダゲールが見えない像（潜像）を水銀で育てて数分にしたこと ・潜像の正体は銀原子4個ほどの塊で、現像はそれを足場に粒全体を銀に変える＝約50億倍の増幅であること（谷忠昭、1989年） ・ネガとポジ、3色に分けて撮る色の写真、マクスウェルの赤の写真に写っていたのが紫外線だったこと ・CCDとCMOSが光子の生んだ電子を数える仕組み、1つの画素は1色しか測っておらず色の値の3分の2は計算で補っていること ・暗いと写真が粗くなるのは光子の数のゆらぎ（√N）のためで、スマートフォンが何枚も撮って平均する理由 ※図の多くはこの動画のための模式図です。光子の数のばらつきの例は、この動画のために計算で作ったものです。 ※ニエプスの露光時間は「8時間」と言われてきましたが、所蔵館（ハリー・ランサム・センター）は数日と書いています。 ※潜像の銀原子の数（4個ほど）は、直接は測られておらず、実験からの推定です。 ▼ 主な出典 谷忠昭 "Physics of the photographic latent image", Physics Today 42(9):36 (1989)／Harry Ransom Center "The Niépce Heliograph"／IEEE ETHW "Milestones: Charge-Coupled Device, 1969"／IEEE Spectrum（最初のデジタルカメラ）／Google Research Blog "HDR+"（2014）／Wikipedia（Pinhole camera・Camera obscura・F-number・Shutter speed・Nicéphore Niépce・Daguerreotype・Boulevard du Temple・Latent image・John Herschel・Calotype・Orthochromasia・Trichromacy・James Clerk Maxwell・Hermann Wilhelm Vogel・Kodachrome・Quantum efficiency・Charge-coupled device・Active-pixel sensor・Bayer filter・Shot noise・Hippolyte Bayard） ▼ クレジット 音楽: 'Origami' by Scott Buckley – released under CC-BY 4.0. www.scottbuckley.com.au 画像（Wikimedia Commons）: ・ニセフォール・ニエプス「ル・グラの窓からの眺め」1827年（パブリックドメイン） ・ニエプスの肖像（Léonard François Berger・パブリックドメイン） ・ルイ・ダゲールの肖像（Jean-Baptiste Sabatier-Blot・パブリックドメイン） ・ダゲール「タンプル大通り」（パブリックドメイン） ・ウィリアム・ヘンリー・フォックス・タルボットの肖像（Antoine Claudet・パブリックドメイン） ・ジョン・ハーシェルの肖像（W. Ward による版画・パブリックドメイン） ・ジェームズ・クラーク・マクスウェルの肖像（パブリックドメイン） ・マクスウェル「タータンのリボン」1861年（パブリックドメイン） ・ヘルマン・フォーゲルの肖像（パブリックドメイン） ・ゲンマ・フリシウスの肖像（Maarten van Heemskerck・パブリックドメイン） ・イポリット・バイヤールの自画像（庭・溺死者に扮した自画像 1840年・パブリックドメイン） ― 学びたい大人のための大学 ― あらゆるテーマを、専門のはるか奥・最先端まで掘り下げる解説チャンネルです。 ▶ 学んだことは、コメントでアウトプットを。質問・意見も歓迎、ひとつひとつ返します。 ▶ チャンネル登録で、次の探究も一緒に。 #写真 #カメラ #大人の学び