ビーズ不要！「偏光板」と「セロテープ」だけで作る、光のティッシュの芯万華鏡

サイエンストレーナーの桑子研です。毎日が実験。

キラキラと色が移り変わる万華鏡。でも、もしその万華鏡に「ビーズ」が一切入っていなかったら…？

「え、じゃあ何が光ってるの？」

今日は、トイレットペーパーの芯とのぞき穴の「黒い板」、そして「セロハンテープ」だけで作れてしまう、信じられないほど美しい「偏光板（へんこうばん）万華鏡」をご紹介します。この色の秘密は、光そのものが持つ「クセ」にあるんです！まずは、この不思議な万華鏡がどんな風に見えるか、ご覧ください。 こんなにきれいな幾何学（きかがく）模様が、ただ筒を回すだけで現れます！

こうなったかとおもいきや、

このようになったり。少し和風な感じもまた素敵ですよね。

みなさんは偏光板をしっていますか？

この万華鏡の秘密は、「偏光板（へんこうばん）」という不思議な黒いフィルムにあります。高校の授業では、「光は“横波”だ」ということを確かめる実験で登場する、おなじみの透明な板ですね。

光は、実は「波」として進んでいます。例えるなら、上下、左右、斜め…あらゆる方向に振動しながらまっすぐ進む「騒がしい波」です。 偏光板は、そんな光に「並んでもらう」ための、目に見えない“すだれ”のようなものです。

「タテ方向のすだれ」を光が通ると、タテ方向に振動する光だけが通り抜けられます。 その直後に「ヨコ方向のすだれ」を置いたら、どうなるでしょう？ タテ方向の光はヨコのすだれを通れず、結果として光が遮られて真っ暗になります。

偏光板には向きがあって、２枚の偏光板を重ねて回転させると、光を通したり（すだれの向きが揃う）、遮ったり（すだれの向きが直角になる）することができる不思議な板なのです。ホームセンターなどで、大きいものが１０００円位で売られています。

この性質は、私たちの生活にも役立っています。 光は水面などで反射をすると、振動の方向が揃うことがあります。ギラギラした反射光ですね。カメラのレンズに偏光板（PLフィルター）をつけると、この反射光だけをカットして、水の中がよく見えるようになるんです。

なぜセロテープが「虹色」を生むのか？

「偏光板が光を通したり消したりするのはわかった。でも、なぜ色が付くの？」

ここで登場するのが、第二の秘密兵器、「セロハンテープ」です。実はセロハンテープには、「通っていく光の振動方向を『ねじる』」という、すごい性質が隠されています。さらに面白いことに、ねじる角度は光の「色」によって微妙に違うのです。

この万華鏡は、セロテープを貼った偏光板と、もう一枚の偏光板を重ねています。 「すだれ」を通って並んだ光がセロテープを通ると、赤色はAの角度に、青色はBの角度に…と、色がバラバラの方向にねじられます。

その光が、出口にあるもう一つの「すだれ」にたどり着いたとき、ある色は通り抜け、ある色は遮られます。結果として、特定の色が強められたり、消されたりして、私たちの目には美しい「虹色」として届くのです！

セロテープの貼り方や重ねる枚数を変えるだけで模様が無限に変わるのは、この「光のねじれ方」が変わるからなんですね。

そんな不思議な偏光板をつかって万華鏡をつくってみました。 有名なものですが、トイレットペーパーの芯と、ラップの芯を合わせて作ったエコで、きれいな万華鏡です。

科学のレシピ

用意するもの：

偏光板、トイレットペーパーの芯、ラップの芯、セロテープ、ハサミ、カッター、カッティングミラー（鏡のシール）、ペンライト

手順：

１　ラップの芯の中心をカットします。カッティングミラーを長方形に３枚カットして、ラップの芯におさまるように、三角形の筒を作ります。（これが万華鏡の鏡になります）

２　ラップの芯の片一方の窓（のぞき穴）に、偏光板を１枚貼り付けます。

３　もう一枚の偏光板（こちらは光が入る側）に、適当にセロテープを貼りつけまくります。この貼り付け方によって模様が変化するので、たくさん、いろんな角度で貼り付けてみましょう。

４　トイレットペーパーの芯を半分に切り、片方に半紙やトレーシングペーパーなどの光をうっすら通す紙を貼りつけます。その上から、３で作った「セロテープを貼り付けた偏光板」を貼り付けます。（これが色の元になります）

５　ラップの芯（鏡の筒）と、トイレットペーパーの芯（色の元）を合わせたら完成です。

遊び方

まずは蛍光灯に向けて、トイレットペーパーの芯の部分をゆっくり回しながら覗いてみましょう。

模様がころころと変化していきます。

中にビーズなどが入っていないのに、こんなに複雑な色と形が生まれるなんて、本当に不思議ですよね。もっときれいに見るのなら、色の元の部分（トイレットペーパーの芯）の下からLEDライトやスマホのライトをあてて見てみましょう。

ライトの当て方をいろいろと変えると、単に明るく綺麗になるだけではなく、 光が万華鏡の中で反射しあい、面白い模様ができあがりますよ！！

幾何学模様って、ホントきれいですね。光の性質そのものが作り出すアートが、人の心を動かします。

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