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光を体験しよう ?光のじっけん室?

光の分解じっけん

懐中电灯で円形の虹

部屋を暗くし、白い纸、白壁(かべ)に光を当てて観察してみましょう。
むずかしさレベル 2

光がレンズを通るとき、プリズムのようなくっ折が起きていることを确かめます。
うまく条件がそろうと、きれいな円形の虹を见ることができるでしょう。

準备するもの

  • 懐中(かいちゅう)电灯
  • 虫眼镜(大)
  • 黒い纸
  • 両面テープなど
  • はさみ
  • 白い纸(または白壁(かべ))

はさみを使う时には、ケガをしないように、十分に注意しましょう。

组み立てよう!

step1 すすめ方
懐中(かいちゅう)电灯の先端の直径をはかります。

懐中(かいちゅう)电灯の先端の直径をはかります。

はかった直径のおおよそ8~9割ぐらいの直径の円を黒纸を切って作ります。

はかった直径のおおよそ8~9割ぐらいの直径の円を黒纸を切って作ります。

懐中(かいちゅう)电灯の先たんの直径をはかり、そのおおよそ8~9割ぐらいの直径の円ばんを、黒紙を切ってつくります。

step2 すすめ方
虫眼镜のレンズと黒纸の円を止めます。

虫眼镜のレンズと黒纸の円を止めます。

虫眼镜のレンズの真ん中に、この黒纸の円ばんを両面テープ(1カ所でよい)で軽く止めておきます。

step3 すすめ方

部屋を暗くし、懐中(かいちゅう)电灯をつけて白い紙または白壁(かべ)に光を当てます。このとき、焦点(しょうてん)調節のできる懐中(かいちゅう)电灯なら、光がなるべくいちように、丸くなるように焦点(しょうてん)を調節します。

白い纸あるいは白壁(かべ)に近づいて観察するとよくわかりますが、暗い中で転ばないように注意しましょう。

step4 すすめ方
黒纸を取り付けた虫眼镜。

黒纸を取り付けた虫眼镜。

黒紙を取り付けた虫眼鏡を、懐中(かいちゅう)电灯の前にかざします。このとき、黒紙の円ばんと懐中(かいちゅう)电灯の中心ができるだけそろうようにします。

観察してみよう!

白い紙または白壁(かべ)に当たっている光は、細い円になっているはずですが、この円をよく見ると、虹(にじ)のような色に分かれているのがわかるはずです。白い紙、虫眼鏡、懐中(かいちゅう)电灯の距離(きょり)を変えて、よく見えるように調節します。

部屋を暗くし、白い纸、白壁(かべ)に光を当てて観察してみましょう。

部屋を暗くし、白い纸、白壁(かべ)に光を当てて観察してみましょう。

もっとしろう!


なぜ

懐中(かいちゅう)电灯から出た光は、虫眼鏡のレンズでくっ折しています。このとき、虫眼鏡レンズのへりの部分だけを考えると、ちょうどプリズムのような三角形の断面になっています。そしてプリズムのような形を通り抜けると、光は虹(にじ)の帯に分解します。つまりこの実験は、ぐるりと輪になったプリズムに、光を通している…ということになります。

なお、この現象は真ん中に黒い纸の円ばんをはらなくても、起きています。ただし、真ん中の光はたいへん明るいため、周辺にできる虹(にじ)が見えにくくなるのです。なれたら、黒い纸の円ばんをはずし、レンズだけだとどのように見えるか、調べてみましょう。

山村 紳一郎(やまむら しんいちろう)先生
さまざまな雑誌や书籍、イベントで自然科学の最先端情报から科学の楽しみ方?游び方を、绍介?提案し続けるサイエンスライター。
和光大学非常勤讲师。成蹊学园サステナビリティ教育研究センター客员フェロー。

まとめてみよう!

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