Luo sateenkaari! Kaksoissateenkaaren sekä valon taittumisen ja heijastumisen tiede taivaan kankaalla
Tervehdys! Olen Ken Kuwako, tiedevalmentajasi. Jokainen päivä on uusi koe.
【Tämä artikkeli on kuunneltavissa myös radiona!】
”Katso, sateenkaari!”
Sateen jälkeiselle taivaalle ilmestyvä seitsenvärinen kaari on näky, joka saa kenet tahansa pysähtymään ja katsomaan ylöspäin. Se on pieni arkipäivän ihme, jonka me kaikki tunnistamme. Itse kohtasin vastikään upean sateenkaaren ajaessani moottoritiellä, ja se sai minut taas kerran lumoutumaan.
Mutta tiesitkö, ettei sateenkaari ole vain kaunis näky? Se on itse asiassa valtava, luonnon oma valoshow. Taivaalla leijuvat lukemattomat pienet vesipisarat toimivat ikään kuin tiedemiehinä, jotka lajittelevat auringonvalon värit siististi meidän nähtäväksemme.
Joskus sateenkaaren ulkopuolella voi nähdä toisen, haaleamman kaaren, jonka värit ovat päinvastaisessa järjestyksessä. Se on luonnon tarjoama upea yllätys. Tällä kertaa sukelramme tämän ”tuplasateenkaaren” salaisuuksiin!
Onnen merkki! Mikä on tuplasateenkaari?
Kuvan kaltaista kaksinkertaista kaarta kutsutaan tuplasateenkaareksi. Sisempää, kirkkaampaa kaarta kutsutaan pääsateenkaareksi ja ulompaa, haaleampaa kaarta sivusateenkaareksi. Ne eivät ole vain kaksi satunnaista viivaa vierekkäin. Jos katsot tarkkaan, huomaat jotain mielenkiintoista: värien järjestys on niissä täysin päinvastainen! Pääsateenkaaressa punainen on ulkoreunalla ja sininen sisäreunalla, kun taas sivusateenkaaressa sininen on ulkona ja punainen sisällä. Tämän mysteerin avain on valon heijastusten määrässä.
Vesipisara kuin prisma – näin sateenkaari syntyy
Vaikka sateenkaari vaikuttaa taikuudelta, sen takana on puhdas fysiikka ja ilmassa leijuvat vesipisarat. Jokainen pisara toimii kuin pieni prisma. Auringonvalo näyttää meistä valkoiselta, mutta todellisuudessa se on sekoitus kaikkia värejä punaisesta violettiin. Kun valo kulkee pisaran läpi, tapahtuu seuraavaa:
Taittuminen: Kun auringonvalo siirtyy ilmasta vesipisaraan, sen suunta muuttuu. Koska violetti valo taittuu jyrkemmin ja punainen loivemmin, värit alkavat erottua toisistaan.
Heijastuminen: Pisaran takaseinämään osunut valo heijastuu takaisin kuin peilistä.
Uusi taittuminen: Kun heijastunut valo poistuu pisarasta, se taittuu vielä kerran.
Tämä ”kaksi taittoa ja yksi heijastus” -prosessi synnyttää sen pääsateenkaaren, jota yleensä ihailemme.
Miksi sivusateenkaaren värit ovat väärinpäin?
Miksi sitten ulompi sivusateenkaari on haaleampi ja väreiltään käänteinen? Syy löytyy heijastusten määrästä vesipisaran sisällä. Sivusateenkaaressa valo heijastuu pisaran sisällä peräti kaksi kertaa ennen ulos tuloaan. Tämä ylimääräinen heijastus kääntää valon reitin ja samalla värien järjestyksen. Koska jokainen heijastus kuluttaa hieman valon energiaa, sivukaari näyttää aina pääkaarta himmeämmältä ja ikään kuin katoavaisemmalta.
Tämä sivusto havainnollistaa ilmiötä hyvin kuvien avulla.
Joskus voit myös huomata, että pää- ja sivusateenkaaren välinen taivas näyttää muuta taivasta tummemmalta. Tätä kutsutaan ”Aleksanterin vyöhykkeeksi”. Se on alue, jonne valonsäteiden on vaikea päästä. Kun seuraavan kerran näet tuplasateenkaaren, tarkkaile myös tätä värieroa!
”Keksi” oma sateenkaaresi!
Nyt kun tiedät miten sateenkaari toimii, kokeile tehdä sellainen itse!
Sateenkaaren etsimisen kultainen sääntö on: seiso selkä aurinkoa kohti. Aamulla ja illalla, kun aurinko on matalalla, sateenkaaresta tulee suuri ja näyttävä kaari. Päivällä auringon ollessa korkealla kaari jää usein maanpinnan alle piiloon. Tässä on videota aiemmin kuvaamastani sateenkaaresta.
Lähikuvassa valon kerrostuminen näkyy entistä selkeämmin.
Sateenkaaren tekeminen kotona on helppoa. Valitse aurinkoinen päivä, käänny selin aurinkoon ja suihkuta vesiletkulla hienoa sumua oman varjosi suuntaan!
Jos onnistut, näet pienen tuplasateenkaaren aivan kätesi ulottuvilla. Värijärjestyksen tarkistaminen itse tehdystä sateenkaaresta on mitä parhain tiedekokemus.
Seuraavalla aurinkoisella säällä, kokeile ihmeessä luoda oma sateenkaaresi pihalla tai puistossa!
Ota yhteyttä ja kysy lisää
Tieteen ihmeet kuuluvat kaikille! Täältä löydät vinkkejä hauskoihin kotikokeisiin ja selkeitä vastauksia tieteen kysymyksiin. Tutustu rohkeasti!
・Tietoa ylläpitäjästä (Ken Kuwako): Täältä
・Yhteydenotot (kirjoitusyhteistyö, luennot, työpajat, TV-konsultointi jne.): Täältä
・Seuraa uusimpia päivityksiä X-palvelussa!
Tiedevinkkien YouTube-kanavalla on paljon kokeiluvideoita!
４月のイチオシ実験！
- 光の魔法CMYウォーターキューブ：光の魔法を体験せよ！水を注ぐと新たな立方体が出現する魔法のような実験です。
テレビ番組・科学監修等のお知らせ
- 4月9日（木）「THE突破ファイル」（日本テレビ ）の科学監修を行いました。夜7時〜となります。
書籍のお知らせ
- サクセス15 ４月号にて、野球の科学について記事を執筆しました（2026/3）
- 『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・ショー・研究等のお知らせ
- 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」について発表しました。
- 6/14（日） 千葉大学インスタレーション「探究」にて講師を務めます
- 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） 秘密兵器「帯電ガン」が炸裂！ビリビリ！ドキドキ！静電気サイエンスショー＠千葉市科学フェスタ（午後予定）
- 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。
- Sukella mikroskoopin pieneen universumiin! Opas biotoopista löytyvien “liikkuvien taideteosten” havainnointiin
- Paljasta äänen todellinen olemus! Koe aaltojen tiede ja visualisoinnin taika GeoGebran avulla
- Voiko läpinäkyvä putki paljastaa taian? Näe energian säilymisen laki omin silmin! (Sopii myös putoamiskiihtyvyyden mittaamiseen!)
- Etkö pidä kaavoista, mutta voisit rakastua fysiikkaan? Kurkista 3D-sähkökenttäviivojen maailmaan GeoGebralla (pistevaraukset ja sähkökenttä)
- Taikatemppu siistiin kakkuun! “Pakastetut kynttilät” paljastavat yllättävän tieteen (parafiinin sulamis- ja kiehumispiste)
- Eikö ginkgo olekaan lehtipuu!? Viuhkamaisiin lehtiin kätkeytynyt “elävä fossiili” paljastuu (Kasviopas)
- Hetkellinen ihme! Tartu vesipallon sisään kätkeytyvään “hitauslakiin”!
- Hetki, jolloin leikki muuttuu oppimiseksi! Spirograafikuvioihin kätkeytyvä “matematiikan taika” (Desmos-ohjelmointi)
- Tee näkymätön sähköpotentiaali näkyväksi 3D:nä! Yllättävä tiedeaskartelu eväsrasian kannesta
