Sopii sadepäivällekin! Loihdi sateenkaari luokkahuoneeseen! Muovipullosta tulee ”valon hajaantumisen” taikaväline!

Olen Science Trainer Ken Kuwako. Jokainen päivä on kokeilupäivä.

Kun käsittelemme luonnontieteiden tunnilla valon ominaisuuksia ja erityisesti valon dispersion käsitettä, miten herätätte oppilaiden uteliaisuuden? Vaikka selittäisimme sanallisesti, että ”valkoinen valo jakautuu eri väreiksi”, eikö olisi paljon vaikuttavampaa näyttää ilmiö oikeasti omin silmin?

Kuten tiedätte, aurinkoisena päivänä ulos menemällä ja puutarhaletkulla vesisumua suihkuttamalla voi nähdä kauniin sateenkaaren. Kun seisot selkä aurinkoon päin ja auringonvalo heijastuu kimaltelevista vesipisaroista, silmiesi eteen ilmestyy upea, seitsemänvärinen kaari. Se on todella vaikuttava näky! Olen itsekin kerran tehnyt oppilaiden kanssa sateenkaaren koulun pihalla. Se oli niin hieno, että jäimme tuijottamaan sitä niin pitkäksi aikaa, että oppitunnille palaaminen alkoi jo tuntua vaikealta（笑）. Lisäksi sää asettaa omat rajoituksensa: sateenkaarta ei tietenkään voi näyttää oppilaille milloin tahansa.

Siksi haluan esitellä tällä kertaa kokeen, jolla voit luoda helposti ja hämmästyttävän kirkkaan sateenkaaren säästä riippumatta – jopa luokkahuoneessa! Tarvikkeet ovat yksinkertaiset, ja jokainen oppilas voi itse nähdä ja kokea valon dispersion kauneuden. Katsotaanpa yhdessä tätä hieman taianomaista ”tieteen reseptiä”!

Tieteen resepti: tavallisesta PET-pullosta tulee ”sateenkaarikone”!

Tämän kokeen pääosassa on peräti 1,5 litran pyöreä PET-pullo! Kyllä vain – esimerkiksi Mitsuya Cider -juomissa käytettävän kaltainen sileäpintainen, lieriömäinen muovipullo voi muuttua käteväksi taikatyökaluksi, jolla valon dispersio näkyy upeasti.

【Tarvikkeet】

• 1,5 litran pyöreä PET-pullo (esimerkiksi Mitsuya Cider -juoman pullo; sileäpintainen pullo toimii parhaiten)
• Vettä
• Valkoinen valaisin (erityisesti LED-valo on suositeltava – kuten myöhemmin nähdään, valon voimakkuudella on merkitystä!)

【Kokeen suorittaminen】

1. Täytä PET-pullo vedellä:

Täytä ensin pyöreä PET-pullo kokonaan vedellä. Kaada vettä hitaasti, jotta pulloon ei muodostu liikaa ilmakuplia.

2. Pimennä huone ja suuntaa valo pulloon:

Pimennä koetila mahdollisimman hyvin. Sulje verhot ja sammuta valot.

Suuntaa seuraavaksi valkoisen valaisimen valo PET-pulloon. Tässä tärkeä kohta on seistä selkä seinää kohti ja suunnata valo pulloon. Pullon sisällä heijastunut ja taittunut valo pitäisi tällöin näkyä seinällä selkäsi takana.

3. Säädä valon kulmaa ja tarkkaile:

Muuta valaisimen kulmaa vähitellen ja tarkkaile huolellisesti seinälle muodostuvaa valoa. Ja mitä sitten tapahtuu? Seinälle pitäisi ilmestyä upea, kirkkaanvärinen sateenkaari!

Tällä menetelmällä tarvitsee vain hankkia yksi PET-pullo ja yksi valaisin jokaista ryhmää kohden, ja kaikki oppilaat pääsevät helposti ihastelemaan sateenkaarta omin silmin. Kun kokeen tekee itse, näky on paljon kauniimpi kuin valokuvissa – niin upea, että suusta pääsee väkisinkin ”Vau!”. Ja mikä parasta, koko kokeen voi tehdä luokkahuoneessa, joten kokeen jälkeen on helppo palata saman tien oppitunnin pariin. Tämä on varmasti opettajille erityisen mieluisa ominaisuus!

100 jenin kaupasta löytyvä valaisin voi muuttaa koko elämyksen!

Käyttämäni valaisin on muuten peräisin 100 jenin kaupasta. Käytin tähän kokeeseen aiemmin toista valaisinta, mutta tällä kertaa käyttämäni uusi valaisin oli tehokkaampi ja tuotti seinälle paljon selkeämmän ja kirkkaamman sateenkaaren.

Rehellisesti sanottuna ajattelin: ”Olisinpa käyttänyt tätä heti alusta alkaen!” Se harmittaa hieman（笑）. Koe sai minut jälleen kerran huomaamaan, kuinka paljon jo pelkkä valon voimakkuus voi vaikuttaa siihen, miltä ilmiö näyttää.

Miksi sateenkaari syntyy? Valon dispersion ymmärtäminen

Tämän kauniin sateenkaaren synty voidaan selittää tieteellisellä ilmiöllä nimeltä ”valon dispersio”.

Auringonvalo ja valkoinen valo koostuvat itse asiassa monien eriväristen valojen – kuten punaisen, oranssin, keltaisen, vihreän, sinisen, indigon ja violetin – sekoituksesta. Kun nämä eri aallonpituuksien valot kulkevat vesipisaraan, tässä kokeessa PET-pullossa olevaan veteen, niiden etenemisnopeudet vedessä ovat hieman erilaisia. Siksi myös niiden taittuminen eli taitekulma poikkeaa hieman toisistaan.

Kuten yllä olevasta kuvasta nähdään,

• Punainen valo taipuu vedessä muita värejä vähemmän (sen taitekerroin on pienempi). Se jatkaa siksi suhteellisen suoraviivaisesti ja näkyy sateenkaaren ulkoreunalla.
• Sen sijaan violetti valo taipuu vedessä enemmän (sen taitekerroin on suurempi), joten se taittuu voimakkaammin ja näkyy sateenkaaren sisäreunalla.

Näin valo taittuu ja heijastuu vesipisaroissa hieman eri kulmissa väristä riippuen. Valkoinen valo hajoaa eri väreiksi, ja lopulta silmämme näkevät nämä värit kauniina seitsemänvärisenä sateenkaarena.

Tämä koe on niin yksinkertainen, että siitä voivat nauttia jopa alakouluikäiset lapset. Samalla sen taustalla piilevät kuitenkin fysiikan kiehtovat perusilmiöt, kuten valon taittuminen ja dispersio. Juuri siksi kyseessä on todella mainio tiedekoe.

Opettajat, millaisia muita valoaaltoihin liittyviä kokeita olette tehneet oppilaiden kanssa? Kertokaa ihmeessä myös omista käyttötavoistanne ja hyvistä ideoistanne!

Seuraavassa kokeessa käytämme tätä samaa PET-pulloa ja yritämme jäljitellä ”auringonlaskua”! Pysykää kuulolla!

ペットボトルで「夕焼け」を再現！牛乳でわかる光のマジック「散乱」の秘密

Yhteydenotot ja yhteistyöpyynnöt

Haluatko tuoda tieteen ihmeet ja hauskuuden lähemmäksi arkea? Täältä löydät helposti ymmärrettävästi koottuja hauskoja tiedekokeita, joita voit tehdä myös kotona, sekä hyödyllisiä vinkkejä niiden toteuttamiseen. Tutustu rohkeasti ja etsi lisää kokeita!
・Tietoa ylläpitäjästä, Ken Kuwakosta, löydät täältä
・Erilaiset yhteistyö- ja toimeksiantopyynnöt (kirjoittaminen, luennot, tiedekerhot, TV-ohjelmien tieteellinen valvonta, esiintymiset jne.) löytyvät täältä
・Artikkelien uusimmat päivitykset julkaistaan X:ssä!

科学のネタチャンネル -kanavalla julkaisen tiedekokeisiin liittyviä videoita!

NEW　分解問題集　理科

• ７月２１日発売！『高校入試 分解問題集 理科』（学研）…難しい問題も小さな問題に分解することで、問題を解くことができます。そんな分解の技術が身につくように深く関わりを持って作りました。

７・８月のイチオシ実験！

夏でプシュッと爽やか実験！

小型で持ち帰れるよ！ペットボトルロケットを作ろう！

テレビ番組監修・イベント等のお知らせ

• ７月３０日（水）科学監修「TIF presents ONE SONG FES」（フジテレビ） 26:15~27:15
• 12月26日（土）　ナリカサイエンスアカデミー（教員向け実験講習会）開催

書籍のお知らせ

• 『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。

各種SNS（更新情報をお届け！）

【日本語】X(Twitter)／instagram／Facebook　【英語】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。