Miksi banaani näyttää keltaiselta? Paljasta valon ja hajavaloheijastuksen salaisuudet kotona
Hei, olen tiedekouluttaja Ken Kuwako. Joka päivä on uusi koe!
Kun katsot peiliin, näet kasvosi selvästi, mutta kun luot silmäsi pöytään tai seinään edessäsi, mitään ei heijastu takaisin. Oletko koskaan miettinyt, miksi? 🤔 Itse asiassa salaisuus siihen, miksi voimme nähdä maailman, ei piile peilin kiiltävässä pinnassa, vaan ilmiössä nimeltä ”hajavalo” (ranhansha). Tämä ilmiö jää usein varjoon fysiikan tunneilla opiskellun ”heijastuslain” alle, vaikka se on todellinen tähti, joka tekee maailmastamme värikkään ja kolmiulotteisen. Lähdetään selvittämään valon taian salaisuutta helpoilla, kotona tehtävillä kokeilla!
Ensin, pieni värikysymys!
Mikä tahansa kirkkaanvärinen esine näyttää pimeässä vain mustalta varjolta. Jotta voimme ”nähdä” jotain, tarvitsemme aina valoa. Tässä kysymys sinulle.
K: Olet pimeässä huoneessa ja valaiset banaanin taskulampulla. Mitä väriä on valo, joka heijastuu banaanista lähellä olevalle valkoiselle paperille?
V: Tässä video, jossa teemme kokeen käytännössä!
Oikea vastaus on ”keltainen”.
Kokeile ihmeessä samaa kotona banaanilla, omenalla tai paprikalla! (Olen vain banaanifani, mutta mikä tahansa käy!) Tämän ilmiön taustalla on erittäin tärkeä periaate, joka liittyy näkemisen perusteisiin: valon ”hajavalo”. Tänään syvennymme tähän mystiseen ilmiöön.
Peilimaailma vs. meidän maailmamme – Miten valon kulku eroaa?
Kerrataan ensin tuttu ”heijastuslaki”. Kun valo osuu peilin kaltaiseen sileään pintaan, se heijastuu vain yhteen, määrättyyn suuntaan samassa kulmassa kuin se tuli. Tätä kutsutaan ”säännölliseksi heijastukseksi” (seihansha). Se on se kuuluisa laki, jonka opimme fysiikan tunneilla.
Tulokulma = heijastuskulma
Tätä lakia noudattaen valo etenee kauniisti samaan suuntaan kuin sotilaat paraatissa.
Mutta kun valo osuu tavalliseen, ei-peilimäiseen esineeseen – kuten käteesi tai pöytään, jolla luet tätä – valo hajoaa kaikkiin suuntiin. Tätä kutsutaan ”hajavaloksi”. Mutta tässä onkin tieteen jännittävin puoli! Itse asiassa, jos zoomaisimme mikroskooppiseen maailmaan, huomaisimme, että jokainen yksittäinen valonsäde noudattaa edelleen tarkasti lakia ”tulokulma = heijastuskulma”. Koska esineen pinta on mikroskooppisen epätasainen, jokainen säde heijastuu eri kulmasta, mikä saa valon näyttämään siltä, kuin se leviäisi kaikkiin suuntiin.
Tiedekokki 1: Näe ”näkeminen” laserin avulla!
Lähdetään kokeilemaan, kuinka tärkeä hajavalo on ”näkemiselle”.
Tarvikkeet:
- Laserosoitin
- Alumiinifolio
- Pehmolelu tai muu mieluinen esine
- Valkoinen paperi
Ohjeet:
- Laita valkoinen paperi alustaksi ja aseta sen päälle varovasti suoristettu, mutta ensin rypistetty alumiinifolio. Tämä rypistetty folio toimii mikroskooppisten epätasaisuuksien mallina.
- Hämärrä huone ja osoita laservaloa folioa kohti.
Mitä tapahtuu? Jos pinta olisi sileä, valo heijastuisi vain yhteen pisteeseen, mutta kun osoitat rypistettyä foliota, laserin valo ”levittäytyy” laajalle alueelle ja pinta näyttää hehkuvan.
Tämä on hajavalon voimaa. Koska valo hajoaa kaikkiin suuntiin, saavutamme sen, että näemme valoa esineestä mistä tahansa kulmasta, jolloin voimme tunnistaa sen muodon. Jos kaikki maailman esineet heijastaisivat valoa kuin peilit… maailma olisi todella outo, sillä näkisimme esineet vain tietyistä kulmista. Se, että voimme nähdä esineitä aivan tavallisesti, on hajavalon ansiota.
Tiedekokki 2: Selvitä värien salaisuus!
Selvitettyämme, kuinka hajavalo auttaa meitä tunnistamaan ”muodon”, siirrytään alussa esitetyn arvoituksen pariin: miten ”väri” syntyy? Seuraava koe paljastaa värien salaisuuden.
Ohjeet:
- Hämärrä huone uudelleen.
- Ota esiin taskulamppu tai muu valkoinen valonlähde ja valaise sillä värikästä pehmolelua.
- Tarkkaile, minkä värinen on valo, joka heijastuu esineestä.
Esimerkiksi, jos valaiset banaanin pehmolelua. Pimeässä sitä ei tietenkään näy, mutta kun valaiset sen, heijastunut valo on… totta kai, keltainen!
Miksi näin käy? Se johtuu siitä, että se, mitä kutsumme ”valkoiseksi valoksi” (auringonvalo, taskulamppu), on kuin ”valon maalisetti”. Se on kaikkien sateenkaaren värien (punainen, oranssi, keltainen, vihreä, sininen, indigo, violetti) sekoitus. Banaanin kuori absorboi eli imee kaikki muut värit valkoisesta valosta paitsi keltaisen, ja se ”hajottaa” tai heijastaa keltaisen valon takaisin silmiimme. Siksi näemme sen keltaisena.
Entä kun valaiset aurinko-pehmolelun punaista osaa?
Heijastunut valo on tietysti punaista. Se johtuu siitä, että punainen osa absorboi kaikki muut valon värit paitsi punaisen, ja heijastaa vain sen kohti silmiämme. Vaikka se tuntuu itsestäänselvältä, kykyämme havaita esineiden ”muoto” ja ”väri” ohjaa hajavalon ilmiö.
Muuten, elokuvateatterin valkokangas on tarkoituksella valkoinen, jotta hajavaloa voidaan hyödyntää mahdollisimman tehokkaasti. Kangas on valmistettu erikoismateriaalista, joka hajoittaa valon tasaisesti kaikkiin suuntiin, jotta kuva näkyy selvästi kaikilta istumapaikoilta. Arki on täynnä hajavaloa.
Jopa kamerat, joita käytämme päivittäin, keräävät hajavalossa heijastunutta valoa linssien avulla ja muodostavat kuvan.
Seuraavan kerran kun näet kukan tien varrella tai vihanneksia ruokapöydällä, kuvittele mielessäsi se valon ”suuri tanssi”, joka tapahtuu sen pinnalla. Eikö olekin jännittävää, että arki on täynnä niin mielenkiintoista tiedettä? Kokeile valon taikaa kotona! ✨
Ota yhteyttä ja pyydä apua
Tee tieteestä ja sen ihmeistä läheisempää! Täältä löydät hauskoja, kotona tehtäviä tiedekokeita ja vinkkejä niiden tekemiseen. Selaa ja etsi lisää!
・Lisätietoa kouluttaja Ken Kuwakosta löydät täältä.
・Jos haluat tilata palveluita (kirjoittaminen, luennot, tiedekerhot, TV-konsultointi, esiintymiset), ota yhteyttä tästä.
・Pysy ajan tasalla artikkelipäivityksistä X:ssä!
Tiedevideo-kanavalla on paljon hauskoja kokeita!
２月のイチオシ実験！梱包材で遊ぼう！
- 静電気の時期になってきました。子供と一緒に梱包材で盛り上がろう！→ やめられなくなる！静電気実験２０
体中に梱包材をはりつけてみよう！
テレビ番組等・科学監修等のお知らせ
- 「月曜から夜更かし」（日本テレビ）にて科学監修・出演しました。
書籍のお知らせ
- 1/27 『見えない力と遊ぼう！電気・磁石・熱の実験』（工学社）を執筆しました。
- サクセス15 ２月号にて「浸透圧」に関する科学記事を執筆しました。
- 『大人のための高校物理復習帳』（講談社）…一般向けに日常の物理について公式を元に紐解きました。特設サイトでは実験を多数紹介しています。※増刷がかかり６刷となりました（2026/02/01）
- 『きめる!共通テスト 物理基礎 改訂版』（学研）… 高校物理の参考書です。イラストを多くしてイメージが持てるように描きました。授業についていけない、物理が苦手、そんな生徒におすすめです。特設サイトはこちら。
講師等・ショー・その他お知らせ
- 2/20（金）「生徒の進学希望実現支援事業」研究授業＠福井県立若狭高等学校 講師
- 3/20（金） 日本理科教育学会オンライン全国大会2026「慣性の法則の概念形成を目指した探究的な学びの実践」について発表します。B会場 第３セッション： 学習指導・教材（中学校）③ 11:20-12:20
- 7/18（土） 教員向け実験講習会「ナリカカサイエンスアカデミー」の講師をします。お会いしましょう。
- 10/10（土） サイエンスショー予定
- 各種SNS X(Twitter)／instagram／Facebook／BlueSky／Threads
Explore
- 楽しい実験…お子さんと一緒に夢中になれるイチオシの科学実験を多数紹介しています。また、高校物理の理解を深めるための動画教材も用意しました。
- 理科の教材… 理科教師をバックアップ！授業の質を高め、準備を効率化するための選りすぐりの教材を紹介しています。
- Youtube…科学実験等の動画を配信しています。
- 科学ラジオ …科学トピックをほぼ毎日配信中！AI技術を駆使して作成した「耳で楽しむ科学」をお届けします。
- 講演 …全国各地で実験講習会・サイエンスショー等を行っています。
- About …「科学のネタ帳」のコンセプトや、運営者である桑子研のプロフィール・想いをまとめています。
- お問い合わせ …実験教室のご依頼、執筆・講演の相談、科学監修等はこちらのフォームからお寄せください。
