Voiko kahdesta lasilevystä ja teipistä syntyä sateenkaari? Tutkimme valon ”interferenssiä” itse rakennetulla laitteella 【Kiilamainen interferenssi】
Täällä kirjoittaa Science Trainer Kuwako Ken. Jokainen päivä on kuin uusi koe.
Pelkästään asettamalla kaksi lasilevyä päällekkäin voi näkyviin ilmestyä sateenkaaren värisiä raitoja — melkein kuin taikuutta. Vielä hämmästyttävämpää on se, että ilmiön voi toteuttaa täysin tavallisilla materiaaleilla. Tarvitset vain kaksi objektilasia ja hieman teippiä. Tällä kertaa tarkastelimme omin käsin rakennettua laitetta, jolla voi nähdä valon kiehtovan ilmiön nimeltä “kiilainterferenssi”.
Mitä kiilainterferenssi tarkoittaa? Ilmiö syntyy, koska valo on aaltoa
Aloitetaan siitä, miksi tällaisia värikkäitä raitoja ylipäätään syntyy. Valolla on aallon ominaisuuksia. Kun kahden lasilevyn väliin jää hyvin ohut ilmakerros, valo heijastuu sekä ylä- että alapinnasta. Kun nämä kaksi heijastunutta valoa kohtaavat, aallonharjat voivat vahvistaa toisiaan tai kumota toisensa. Tätä kutsutaan interferenssiksi.
Koska lasilevyjen välinen ilmakerros on kiilan muotoinen, sen paksuus muuttuu vähitellen paikasta toiseen. Juuri tämä paksuusero saa eri värit vahvistumaan eri kohdissa, jolloin näkyviin muodostuu sateenkaaren värisiä juovia.
Täsmälleen sama ilmiö näkyy muuten saippuakuplien väreissä ja lätäköissä kelluvissa öljykalvoissa. Sama fysiikka piilee siis jo aivan arkipäiväisissä maisemissa.
Laitteen rakentaminen — tarvitset vain neljä asiaa
Kokeessa käytettiin kahta suurta objektilasia. Rakennus on todella helppoa. Toisen lasin reunaan kiinnitetään pala teippiä, jotta lasien väliin syntyy pieni rako. Sen jälkeen toinen lasi asetetaan päälle ja laseja puristetaan yhteen esimerkiksi klipsillä.
Yhden teippikerroksen paksuus on noin 0,05 millimetriä eli 50 mikrometriä. Tämä rako on vain noin puolet ihmisen hiuksen paksuudesta, mutta juuri siinä tapahtuu valon interferenssi. Vertailun vuoksi: valon aallonpituus on vielä yli tuhat kertaa pienempi. Näin ohuessa ilmakerroksessa valo käyttäytyy hämmästyttävän tarkasti.
Mitä tapahtui havaittaessa — sormien lähelle ilmestyi sateenkaaren värisiä raitoja
Kun laseja painetaan sormella hieman lisää ja niihin suunnataan esimerkiksi auringonvaloa, näkyviin alkaa ilmestyä heikkoja pystysuuntaisia raitoja. Katso video tästä.
Huomaatko sateenkaaren väriset raidat sormen lähellä?
Mielenkiintoista on, että raidat näkyvät juuri siinä kohdassa, jossa kaksi lasilevyä ovat lähimpänä toisiaan. Kun lasien välinen etäisyys muuttuu, myös interferenssin ehdot muuttuvat, ja samalla raitojen väli muuttuu. Itse asiassa raitojen välistä voidaan jopa laskea ilmakerroksen kulma erittäin tarkasti. Kyse on yllättävän hienovaraisesta ilmiöstä.
Raidat voivat olla hieman vaikeita nähdä, joten kokeile katsella laseja eri kulmista. Kun valon tulokulma muuttuu, raidat erottuvat paljon helpommin.
Tätä tekniikkaa käytetään myös huipputarkassa mittauksessa
Kiilainterferenssi ei ole vain hauska kotikoe — sitä käytetään oikeasti modernissa teollisuudessa. Linssien ja puolijohteiden valmistuksessa pinnan äärimmäisen pienet epätasaisuudet voidaan havaita interferenssikuvioiden avulla. Jos raidat vääristyvät, pinnassa on poikkeama.
Valon aaltoja käytetään siis eräänlaisena uskomattoman herkkänä mittaviivaimena, jolla voidaan tarkastella jopa nanometrien maailmaa.
On aika vaikuttavaa, että sama periaate voidaan nähdä kotona vain kahdella lasilevyllä ja teipillä. Tämä pieni kokeilu antaa maistiaisen aivan samoista optisista mittausmenetelmistä, joita käytetään huipputeknologiassa. Kokeile sitä aurinkoisena päivänä ikkunan ääressä — saatat kirjaimellisesti nähdä omin silmin, että valo on aaltoa.
Yhteydenotot ja yhteistyöpyynnöt
Tuodaan tieteen ihmeet ja hauskuus lähemmäs arkea! Sivustolta löydät helposti toteutettavia kotikokeita sekä vinkkejä niiden onnistumiseen. Käy tutkimassa lisää!
・”Kagakun Netachō” -sivuston sisällöistä on julkaistu myös kirja. Lisätiedot löytyvät täältä
・Lisätietoja ylläpitäjä Kuwako Kenistä löytyy täältä
・Erilaiset yhteistyöpyynnöt (kirjoitukset, luennot, tiedetyöpajat, TV-valvonta ja esiintymiset jne.) löytyvät täältä
・Artikkelien päivitykset julkaistaan myös X:ssä!
Kagakun Neta Channel julkaisee myös 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。
