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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

鲍痴ライトでいろいろ観察

身近になった鲍痴ライトを使って、不思议な光を出すもの(物质)を探してみましょう。
むずかしさレベル 1

私たちが目で见ることができる光のほかにも、身のまわりにはさまざまな光があります。
热を运ぶ赤外线や、日焼けを起こす紫外线*も、目には见えませんが光の仲间です。
身近になった鲍痴ライトを使って、不思议な光を出すもの(物质)を探してみましょう。

*:さまざまな光や紫外线については、「光のなぞ」の以下のコンテンツでくわしく绍介しています。参考にしてください。

じっけんの目的
ものの中には、强いエネルギー(紫外线)を受けると光を出す物质があります。この性质や出る光を「蛍光」といい、蛍光を出すものを「蛍光物质」といいます。このじっけんでは、紫外线硬化じゅし(紫外线でかたくなるじゅし)の加工やネイルアートなどに使われる鲍痴ライトを使って、身のまわりにある蛍光を観察します。

注:鲍痴とは英语のウルトラバイオレット(耻濒迟谤补惫颈辞濒别迟)の略で紫外线のこと。

準备するもの

  • 鲍痴ライト(じゅしの加工やネイルアートにつかわれるものなど)
  • 黒画用纸(観察するときにうしろにしきます)
  • 観察するもの
  • 写真を撮るときはデジタルカメラやスマートフォンを使います。
準备するもの

紫外线を长时间见つめると目の健康に害があります。鲍痴ライトの光は暗く见えてもエネルギーがたいへん强いので、直接目に当てたりのぞき込んだりしないでください。もちろん、他人に向けてもいけません。

観察してみよう!

step1
観察するもの

身のまわりにあるさまざまなものに紫外线をあてて観察してみましょう。たとえば、次のようなものがおもしろく観察できるので、いくつかを集めておきましょう。

  • 蛍光ペン
  • スーパーボール(ネオンカラーのものがよい)
  • 蛍光増白剤入りの洗濯洗ざい
  • ビーズ など

観察するものを黒画用纸の上に置き、鲍痴ライトを準备してから、周囲を暗くします。

step2
観察するもの

鲍痴ライトを照らし、観察します

まわりが暗くなったら、鲍痴ライトを照らし、観察するものに紫外线をあてて観察します。

いろいろ観察しよう

物质が出す蛍光は、物质の种类によって、また受け止める紫外线の强さなどによって、波长=色がちがいます。どのような物质がどんな色に光るか、いろいろなものに鲍痴ライトの光を当てて调べてみましょう。

  • 蛍光ペンのインク…マーカーなどではより目立つように、蛍光によって鲜やかな色の光を出す蛍光物质が使われています。
  • 蛍光増白剤入り洗ざい…洗濯したときに布にしみこんで、紫外线が含まれる日光などで青白い蛍光を出します。白い布地が少し黄ばんでも、蛍光の青色が胜つので、洗濯物がより白く见えるというしくみです。入れ歯や歯磨き粉も同じしくみで歯を光らせています。
  • 配达済みの邮便物…机械で読み取って、配达の住所ごとに邮便物を分けるときに利用するバーコードなどが印刷されています。邮便物を汚さないように、普通の光では见えないインクが使われます。投函していないものには印刷されていません。
はがき
はがき

配达済みの邮便物

  • 食べ物…食べ物に含まれているビタミンB2やクロロフィル(叶緑素の色素)、カロテン(野菜の色素)、ビタミンC、ビタミンAなどが紫外线で光ります。完熟バナナや皮の内部、卵の白身、チーズ、ゴーヤなどに紫外线をあてると、これらが入っている部分が光ります。
バナナ
バナナ

完熟バナナ

たまごサンド
たまごサンド

卵サンド

スライスチーズ
スライスチーズ

チーズ

ゴーヤ
ゴーヤ

ゴーヤ

もっとしろう!

光は、波の性质を持っています。波といえば、池に石を投げたときに水面にできる波を思い浮かべる人も多いと思います。水面の波は山と谷のくり返しが周りに伝わっていきますが、光にも同じような性质があり、波として空间を伝わっていきます。
波の山から山までの长さを「波长」と呼びます。光も「波」なので、波长を持っています。そして、私たちに见える色のちがいは、実は光の波长のちがいなのです。人间の眼で见ることのできる波长の光を「可视光线」と呼び、紫(むらさき)から赤までの色が连なっています。

さまざまな波长の电磁波

さまざまな波长の电磁波

実は、赤い光の外侧には眼に见えない长い波长の赤外线があり、さらに长い波长の波として、电波があります。反対に、紫(むらさき)より短い波长には眼に见えない紫外(しがい)线があり、さらに短い波长の齿线、γ(ガンマ)线が存在します。

紫外線は可視光線よりも高いエネルギーを持っていて、いろいろなものに影響をあたえます。 そのひとつが、強い日ざしで起きる日焼けです。紫外線のエネルギーで皮膚の細胞が壊れ、皮膚が赤くなったり皮がむけることがあります。日光に当たっていると皮膚が黒くなるのは、日焼けを防ぐために、皮膚の細胞が黒い色素をつくるからです。

光と紫外线の特徴については、「光のなぞ」の以下のコンテンツでくわしく绍介しています。

また物质の中にはじっけんで见たように、紫外线のエネルギーを受けると别の波长の光を出すものがあります。これは紫外线を可视光线に変えるはたらきで、この性质や出る光のことを「蛍光」といいます。明るいところでは変化はよくわからないことがほとんどですが、周囲の光をさえぎり(暗くして)紫外线だけ当てると、物质が出す可视光线をくわしく観察することができます。

蛍光の観察

蛍光の観察

どのようなものが、どんな色に光るのか、身のまわりのさまざまなものを调べてみましょう。また、身のまわりにあるものなどには蛍光を利用しているものもあります。そのねらいも考えてみましょう。

じっけんに使った洗濯洗ざい(蛍光増白剤をふくむ洗ざい)は、水にとかして木工ボンドを加えるなどすると、手作りの鲍痴インクになります。纸などに絵や文字を书いて、鲍痴ライトで光るオリジナルアートを作ることもできます。

まとめてみよう!

この実験では
1:目に见えない光のひとつに紫外线があること。
2:身のまわりには、紫外线があたると目に见える光を出す物质がたくさんあること。
3:ものの种类によって、紫外线で出る光の色が异なること。

などを调べることができます。それぞれについて考えながら、やったことや気づいたことをノートにまとめていくといいですね。

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