2026年10月9日 / 最終更新日時 : 2026年10月9日 桑子 研 科学一般

見えない光を見えるようにする!レーザーとフォグマシンの光のショー

サイエンストレーナーの桑子研です。毎日が実験。

レーザーポインターを壁に向けると、赤や緑の点がぴかっと光ります。でも、ポインターから壁までの「光の道筋」は、ふつうは全く見えません。光は確かにそこを通っているのに、なぜ見えないのでしょうか。そして、教室の中にあっという間に雲を作り出し、光の道筋を浮かび上がらせる不思議な装置があるとしたら、使ってみたくなりませんか?

光の道筋は、ふつうは見えない

先日、中学1年生の授業で、光の道筋(レーザー光線の軌跡)を見てみました。普通にレーザーポインターを使っても、その道筋を見ることはできません。そこでレーザーの通り道に、黒板消しなどを使ってチョークの粉を飛ばします。部屋を暗くして実験をしてみると、このように光の道筋が見えます。

なお、チョークの粉を飛ばすので、できるだけ吸い込まないように、生徒を十分に離して行うなどの注意が必要です。線香の煙でも実演することができます。その場合は、水槽などに煙をためて、そこにレーザー光線をあててみてください。光のショーを観察してみましょう。レーザー光線は目に入ると危険なので、人の顔や目には絶対に向けないことも大切です。

なぜ粉や煙があると光が見えるの?

私たちが「見える」と感じるのは、光が目に飛び込んできたときです。レーザー光線は、きれいにまっすぐ進むため、何もない空気中では、光は横にいる私たちの目には届きません。だから、道筋が見えないのです。

ところが、光の通り道にチョークの粉や煙の粒があると、光が粒にぶつかって四方八方に散らばります。これを光の散乱といいます。散らばった光の一部が私たちの目に届くので、粒が光って見え、結果として光の道筋が浮かび上がるわけです。

実はこれと同じ現象は、身近なところでも見られます。雲の切れ間から太陽の光が何本もの筋になって地上に降りそそぐ「天使のはしご」も、空気中の水滴やちりが光を散らしているから見えるのです。教室のレーザーは、あの景色のミニチュア版といえますね。

粉を吸わせたくない…そこで登場、フォグマシン

ただ、子どもたちにチョークの粉を吸わせるのは、あまりよい気持ちがしませんでした。そこで使い始めたのがフォグマシンです。

フォグマシン 500W

フォグマシンは、グリセリンと水を1対1で混ぜるだけで雲を発生させることができる、舞台演出などで使われる装置です。こちらを1つ買っておくと、あっという間に教室の中を雲だらけにすることができます。

フォグマシンは、どうやって雲を作っているの?

フォグマシンの仕組みは、「熱して蒸気にして、冷やして小さな水滴にする」という流れです。

まず、機械の中のヒーターで、グリセリンと水の混ざった液体を熱し、蒸気にします。この蒸気が、機械の噴き出し口から勢いよく外に出ます。すると、まわりの冷たい空気に触れて急激に冷やされ、蒸気は目に見えないほど小さな液体の粒(微粒子)に変わります。この無数の小さな粒が空気中に浮かんで、白くもくもくとした「雲」に見えるのです。

実は、自然の雲もほとんど同じ仕組みでできています。地面や海から蒸発した水蒸気が上空で冷やされて、小さな水滴になる。それが集まったものが雲です。ちなみに、地面近くにできた雲のことを、私たちは「霧」と呼んでいます。フォグマシン(fog=霧)の名前は、そこから来ているのですね。

では、なぜグリセリンを混ぜるのでしょうか。グリセリンは水と違って蒸発しにくく、粒が長いあいだ消えずに空気中にただよいます。そのため、水だけのときより、雲が長持ちするのです。

光のショーを、もっと安全に、もっと美しく

フォグマシンで教室に雲を作ってレーザー光線を通すと、チョークの粉よりもはるかにくっきりと、光の道筋が見えます。鏡や凸レンズ、ガラスを使えば、光が反射したり、折れ曲がったり、集まったりする様子が、立体的にはっきりと見えてきます。教科書の図でしか見られなかった光の進み方を、自分の目で確かめられるのは、実験ならではの面白さですね。

見えないものを見えるようにする。これも、理科の大切な工夫のひとつです。みなさんも、光が通る道筋に、どんな粒があるのかを想像しながら、身の回りの光を観察してみてください。

フォグマシンは空気砲にも使えて便利ですよ！

煙が宙を舞う！フォグマシンで解き明かす「見える空気砲」の科学（回転の科学）

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