虫眼鏡から虹まで全部つながってる!光の屈折を見える化した実験装置（科学技術館）
サイエンストレーナーの桑子研です。毎日が実験。
光がくねくね曲がる!?科学技術館の不思議な実験装置
虹はなぜ七色に見えるのでしょうか。実は、その答えのヒントは「光は曲がる」という、とてもシンプルな性質に隠されています。今回は、その光の屈折を目で見て楽しめる、科学技術館ならではのユニークな実験装置をご紹介します。
科学技術館では、他の科学館ではなかなか見られないような体験型、手作りのような実験道具が多く見られます。今回紹介するのは、光の屈折が楽しめるこちらの装置です。大きな光源装置からたくさんの光線が出ており、そこに凸レンズの形や凹レンズの形をしたプリズムを置いて、光の道筋がどう変化するのかを観察できます。普段、私たちが目にする光は一本の線のように見えますが、実際には無数の光線の集まりです。この装置は、その光線一本一本の動きを「見える化」してくれる、とても贅沢な仕掛けなのです。
凹面鏡で光を一点に集める
例えばこちらは、凹面鏡を置いた時の様子です。
光が跳ね返って一点に集まることがよくわかりますね。この「一点に集まる」性質は集光と呼ばれ、実は身近なところでも大活躍しています。例えば、虫眼鏡で太陽の光を集めて紙を焦がす実験や、天体望遠鏡が遠くの星のかすかな光を集めて見えるようにする仕組みも、同じ原理を利用しているのです。凹面鏡は、太陽光発電を集める装置や、車のヘッドライトの反射板にも使われており、私たちの生活を陰で支える存在でもあります。
プリズムが見せる、虹色の正体
また次のように、三角形のプリズムを置くと、屈折後の光がわずかに分光されて虹色になっているのがわかりました。
これは、光の色によって屈折する角度が少しずつ違うために起こる現象です。太陽の光は一見白く見えますが、実はこの中に赤や青、緑など、さまざまな色の光が混ざり合っています。プリズムを通ると、それぞれの色がバラバラの角度で進み始めるため、私たちの目には美しい虹色のグラデーションとして映るのです。空にかかる虹も、実は無数の小さな水滴が、このプリズムと同じ役割を果たすことで生まれています。つまり、雨上がりの空も、この装置と同じ科学の舞台だったというわけですね。
なかなか自分では作れないタイプの実験道具ですね。光という、普段は当たり前すぎて気にも留めないものが、ここまで表情豊かに姿を変えるのを見ると、世界の見え方が少し変わってくるかもしれません。他にもいろいろと紹介していきたいと思います。
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