ストローが曲がるナゾを解け！光のシミュレーターで体験する「屈折」の世界（Scratch）
サイエンストレーナーの桑子研です。毎日が実験。
皆さんは、コップに入れたストローが「カクッ」と折れ曲がって見えたり、プールの底が実際よりも浅く見えたりして不思議に思ったことはありませんか？実はこれ、「光の屈折」という現象が引き起こす、光のいたずらなんです。今回は、そんな光の不思議な動きを直感的に動かして学べるシミュレーション教材を作成しました。まずは、こちらのシミュレーターを自由に触って、光を操ってみてください。
光が曲がるのは「スピード」の変化のしるし
このシミュレーターでは、上の境界が屈折率１の「空気」、下の境界が初期値1.33の「水」に設定されています。
光は、進む場所（媒質）によってその「速さ」が変わります。空気中に比べて、水の中は光にとって少し「進みにくい」場所なのです。例えるなら、舗装された道路（空気）を走っていた車が、急に砂浜（水）に突っ込むようなもの。斜めに砂浜へ入ると、先に砂に入ったタイヤだけがブレーキをかけられるため、ガクンと向きが変わりますよね？これが屈折の正体です。
「全反射」が起きる特別な条件を探そう
さて、ここからがこの実験の面白いところです。光を当てる向きを変えてみましょう。
空気から水に向かって光を当てたとき、どんなに角度をつけても光は水の中へと入っていきます。しかし、「水の中から空気に向かって」光を放つと、ある瞬間、不思議なことが起こります。
ある角度（臨界角）を超えると、光は空気中へ出ることができず、すべて水面で跳ね返ってしまいます。これが「全反射」です。
私たちの生活を支える光の技術
「水の中に光が閉じ込められるなんて、ただの遊びじゃないの？」と思うかもしれません。でも実は、この全反射こそが、現代の私たちの生活を支える「光ファイバー」の技術に使われています。細いガラスの管の中で光を何度も全反射させることで、情報を遠くまで一瞬で届けることができるのです。皆さんが今、この記事をインターネットで読めているのも、実はこの全反射のおかげと言っても過言ではありません。
シミュレーターの下にあるボタンを使えば、媒質の種類をダイヤやガラスに変えたり、屈折率を自由にカスタマイズしたりできます。ダイヤがなぜあんなに美しく輝くのか、そのヒントもこのシミュレーションの中に隠されていますよ。ぜひ、光が外に逃げ出せなくなる「臨界角」が何度なのか、実験して突き止めてみてくださいね！
お問い合わせ・ご依頼について
科学の不思議やおもしろさをもっと身近に！自宅でできる楽しい科学実験や、そのコツをわかりやすくまとめています。いろいろ検索してみてください！
・科学のネタ帳の内容が本になりました。詳しくはこちら
・運営者の桑子研についてはこちら
・各種ご依頼（執筆・講演・実験教室・TV監修・出演など）はこちら
・記事の更新情報はXで配信中！
科学のネタチャンネルでは実験動画を配信中！
５月のイチオシ実験！
キーンと冷えるドライアイス！気温が上がってくるこの時期・ドライアイスを使った昇華・凝結・等速度直線運動の実験はいかが？
液体ゼロ！ドライアイスが消えるまでの３時間を科学する（昇華・凝結・等速度直線運動）
テレビ番組監修・イベント等のお知らせ
- 4月30日（木）「THE突破ファイル」（日本テレビ）の科学監修を担当しました。
- 5月8日（金）理科教育ニュースを担当しました。
- 6月14日（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
- 6月26日（金） 千葉大学の公開研究会（中学理科について授業公開予定）
- 7月18日（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。
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！）
X(Twitter)／instagram／Facebook（日本語）
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。
