くしゃくしゃアルミホイルで発見！光の反射がバラバラになる理由（乱反射の実験）
サイエンストレーナーの桑子研です。毎日が実験。
鏡をのぞけば自分の顔がくっきりと映るのに、ふと目の前の机や壁に目をやると、そこには何も映らない…。不思議に思ったことはありませんか。実は、私たちがこの世界を「見る」ことができる秘密は、鏡のピカピカな反射ではなく、一見すると地味な「乱反射（らんはんしゃ）」という現象に隠されているんです。
正反射と乱反射、何が違う？
鏡のように表面がツルツルな面に光が当たると、光は来たときと同じ角度で、決まった方向にだけ跳ね返っていきます。これを「正反射（せいはんしゃ）」や「鏡面反射」と呼びます。理科の授業で習う、あの有名な法則ですね。
入射角＝反射角
この法則に従って、光はまるで整列した兵隊のように、美しく同じ方向へ進んでいきます。
しかし、鏡ではない普通の物体、例えばこの文章を読んでいるあなたの手や机に光が当たると、光はあらゆる方向に散らばっていきます。これが「乱反射」です。でも、ここが科学の面白いところ。実は乱反射も、虫眼鏡でも見えないほどミクロの世界にズームインすると、一つひとつの光はしっかりと「入射角＝反射角」の法則を守っているのです。ただ、物体の表面が目に見えないレベルでデコボコしているため、それぞれの光が違う角度に跳ね返り、結果として光が四方八方に散らばっていくように見えるのですね。
レーザーで「見える」を実感しよう！
準備するもの
・アルミホイル（お弁当用でOK）
・板（下敷きや厚紙でもOK）
・クリップ
・カードミラー
・光源（レーザーポインターがあるとベスト）
実験方法
1. ツルツルのアルミホイルを板にクリップでピンと張ります。この状態で光を当てると、平面鏡のように光が一定方向に反射します。
アルミ箔を止めている板は以前紹介したカードミラーです。ツルツルのときは、鏡と同じように反射をしますが、くしゃくしゃにしてから元に戻すと、いろいろな方向に光が反射している様子がわかりますね。
2. 次に、同じアルミホイルをくしゃくしゃにしてから、なるべく平らに伸ばして再度貼り付けます。すると今度は、光がいろんな方向に散っていく様子が見られます。これが乱反射です。
特に、レーザーポインターを使うと、生徒にも非常にわかりやすく、「おぉー！」と反応が返ってきます。反射光の方向がバラバラになるのがひと目でわかるので、教科書の図よりも100倍伝わります。光があらゆる方向に散らばってくれるからこそ、私たちはどの角度から見てもその物体から目に光が届き、「そこにある」と形を認識できるのです。もし世界中のすべてのものが鏡のように正反射しかしなかったら、特定の角度でしか物が見えない、とても奇妙な世界になってしまいますね。私たちが物体を当たり前に「見る」ことができるのは、この乱反射のおかげなのです。
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乱反射の実験をした後は、その仕組みについて作図をさせたいところです。入射角と屈折角が同じになる反射の法則は常に成り立っているということを伝えましょう。
色の見え方クイズ！
どんなに鮮やかな色がついたものでも、光のない暗闇では見えず、ただの黒い影になってしまいます。つまり、何かを「見る」ためには、必ず光が必要です。ここで質問です。
Q 真っ暗な部屋で、一本のバナナに懐中電灯の光を当てます。そして、そのバナナから跳ね返ってきた光を、近くに置いた真っ白な紙に当てると、紙は何色に照らされるでしょうか？
A 実際にやってみた動画がこちらです。
そう、答えは「黄色」です。
これは一体なぜなのでしょうか。実は、私たちが「白い光」と呼んでいる太陽や懐中電灯の光は、まるで「光の絵の具セット」のようなもの。虹の七色（赤・橙・黄・緑・青・藍・紫）がすべて混ざり合った光なのです。バナナの皮は、その白い光の中から、黄色以外の色の光を吸収してしまい、黄色い光だけを選んで私たちの目に向かって「乱反射」しています。だから、私たちの目には黄色く見えるのです。太陽の人形の頭の赤い部分に光を当ててみると、どうなるでしょうか。
もちろん、反射した光は赤くなります。これも、この赤い部分が赤以外の光を吸収し、赤い光だけを私たちの目に向かって乱反射しているからです。面白いのは、この仕組みが服選びにも直結しているという点です。真夏に黒い服を着ると暑く感じるのは、黒い布があらゆる色の光をほとんど反射せずに吸収してしまい、その分のエネルギーが熱に変わってしまうからです。逆に白い服が涼しく感じやすいのは、あらゆる色の光をまんべんなく乱反射して、あまり吸収しないからなんですね。
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