Sama valkoinen valo, mutta täysin erilainen sisältä! Paljastetaan auringonvalon ja loisteputken salaisuudet diffraktiohilan avulla
Täällä kirjoittaa tiedevalmentaja Ken Kuwako. Jokainen päivä on täynnä kokeita.
Tällä kertaa tarkastelimme valkoista valoa diffraktiohilan avulla. Auringonvalo ja loisteputken valo näyttävät molemmat valkoisilta, mutta kun niiden sisältämiä valon komponentteja verrataan, huomataan niiden olevan täysin erilaisia. Kurkistetaanpa tätä eroa diffraktiohilan avulla (varo kuitenkin katsomasta suoraan aurinkoon).
Katso ensin tämä video.
Mikä on diffraktiohila?
Diffraktiohila näyttää tältä. Se sijaitsee katseluaukon kohdalla, ja tässä hilassa on 5000 viivaa jokaista senttimetriä kohden. Tällaisia voi ostaa helposti myös verkosta.
Yksinkertainen spektroskoopin rakennussarja MJ, 8 kappaletta, Kenis
5000 viivaa senttimetriä kohden tarkoittaa, että yhden viivan väli on vain 0,002 mm eli 2 mikrometriä. Kun valo osuu näihin äärimmäisen hienoihin uriin, eri aallonpituudet taipuvat eri kulmiin, jolloin värit erottuvat toisistaan. Täsmälleen sama ilmiö saa CD- ja DVD-levyjen pinnat hohtamaan sateenkaaren väreissä. Kuvassa näkyvä laite on Kenisiltä hankittu spektroskooppi. Valo tulee sisään oikeanpuoleisesta raosta, kulkee diffraktiohilan läpi ja jakautuu väreiksi, jotka näkyvät vasemmalla puolella.
Loisteputken valo hajotettuna — näkyviin ilmestyy “viivoja”
Aloitetaan loisteputken valosta. Valokaistaa tarkastellessa näkyvät oikealta vasemmalle sininen, vaaleansininen, vihreä, oranssi ja punainen.
Kiinnitä huomiota siihen, että valo näkyy erillisinä viivoina eikä jatkuvana värialueena. Tämä johtuu siitä, että loisteputken sisällä oleva elohopea ja muut kaasut lähettävät vain tiettyjä aallonpituuksia. Jokaisella kaasulla on sille ominaiset valon aallonpituudet, ja tätä kutsutaan emissiospektriksi. Juuri tätä ominaisuutta hyödyntämällä tutkijat voivat selvittää kaukaisten tähtien koostumusta Maasta käsin. Hajottamalla tähdistä tulevaa valoa ihminen pystyy tutkimaan jopa sellaisia tähtiä, joihin emme koskaan voi matkustaa.
Mitä tapahtuu, kun hajotetaan auringonvalo?
Seuraavaksi tarkastelimme auringonvaloa. Muista vielä kerran: älä koskaan katso suoraan aurinkoon.
Tässä on tulos. Värit vaihtuvat jatkuvasti sinisestä punaiseen aivan kuin sateenkaaressa. Toisin kuin loisteputken valossa, näkyvissä ei ole erillisiä viivoja, vaan kaikki värit sulautuvat pehmeästi toisiinsa. Tätä kutsutaan jatkuvaksi spektriksi.
Toisin sanoen auringonvalo sisältää kaikkia näkyvän valon aallonpituuksia. Kun sateen jälkeen taivaalle ilmestyy sateenkaari, ilmassa olevat vesipisarat toimivat kuin pienet prismat ja erottelevat auringonvalon eri väreihin. Diffraktiohilassa nähty jatkuva spektri on täsmälleen sama ilmiö.
Kokeile verrata tätä koulussa opittuun diffraktion ehtoyhtälöön ja pohdi, miksi sininen näkyy sisäpuolella ja punainen ulkopuolella. Vihje löytyy aallonpituuden ja diffraktiokulman suhteesta. Sinisellä valolla aallonpituus on lyhyt, punaisella pitkä — ja siitä ajatuksen voi aloittaa.
Yhteydenotot ja yhteistyöpyynnöt
Tehdään tieteen ihmeistä ja hauskuudesta helpommin lähestyttäviä! Sivustolta löydät kotona tehtäviä tiedekokeita ja selkeitä vinkkejä niiden toteuttamiseen. Käy tutkimassa lisää!
・”Kagakun netachō” -sivuston sisällöistä on julkaistu myös kirja. Lisätietoja täällä
・Lisätietoa sivuston ylläpitäjästä Ken Kuwakosta täällä
・Erilaiset yhteistyöpyynnöt (kirjoitukset, luennot, tiedekerhot, TV-valvonta ja esiintymiset jne.) täällä
・Uusimmat artikkelipäivitykset löytyvät myös X:stä!
Kagakun Neta Channel julkaisee jatkuvasti uusia kokeiluvideoita!
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。
