キッズアイランド光の屈折を調べよう

光の屈折(くっせつ)とは

光はまっすぐ進んで、なにかに当たるとはね返るよね。
でも、光は折れ曲がることもあるんだよ。
光が折れ曲がると、どんなことが起きるのかな?

お風呂で縮む指

お風呂(ふろ)で、下の絵のようにお湯の中に手を入れると、指が赤ちゃんみたいに縮(ちぢ)んで見えるよ。でも、お湯から手を出すと、元どおりになるんだ。ふしぎだよね。それはね、「光の屈折(くっせつ)」のせいなんだ。光が折れ曲がることで、そう見えるんだよ。

お湯に指を入れる前と、入れた指では長さがちがって見える。

折れ曲がるストロー

コップで水を飲むとき、ストローはどんなふうに見えるかな。水の中のストローが折れたり、ずれたりして見えるよね。
これも、光の屈折(くっせつ)のせいなんだよ。

コップの水に入れたストローが、水に入っているところから曲がって見える。

光は折れ曲がる

どうしてストローが折れて見えるのか、考えてみよう。
光は、水と空気のように2つのものがあると、その境目(さかいめ)で折れ曲がるんだ。このことを「光の屈折(くっせつ)」というんだよ。
ストローが目に見えるのは、ストローからの光が、ボクたちの目に届いているからなんだ。
水の中のストローからの光は、水と空気の境目で光の屈折が起こって、折れ曲がるよ。でも、ボクたちの目は、ストローからの光がまっすぐ届いていると思っているから、ストローが折れ曲がっているように見えてしまうんだ。
お風呂(ふろ)で指が短く見えたのも、これと同じことなんだよ。お風呂のお湯と空気の境目で、光の屈折が起こっているからなんだ。
見る位置や角度を変えると、水の中のストローが、いろいろな見え方をするよ。光が折れ曲がることで、ふしぎなことがいろいろ起きるから、実験(じっけん)してみてね。

ストローから目までの間に空気しかないので、光がまっすぐ目にとどく。
水が入っていないとき
ストローから目までの間に水と空気があると、光が水と空気の境目で折れ曲がって目に届く。
水が入っているとき

光の屈折の実験(じっけん)をしてみよう

光が折れ曲がると、ふしぎなことが起きるんだ。さあ、やってみよう。

用意するもの

透明(とうめい)なコップ、3個。十円玉、3まい。
ストロー、3本。サラダオイル。水。

やってみよう その1

  • 透明(とうめい)なコップを2つならべて、1個ずつ十円玉を入れてから、かたほうのコップに水を入れよう。
  • 十円玉が動かないように、水はできるだけゆっくり入れてね。
水の入ってないコップと水の入ったコップでは、中の十円玉の形が違って見える。
  • 水を入れたコップの十円玉がどう見えるか、見てみよう。なにも入っていないコップの十円玉と見くらべると、水を入れたコップの十円玉は、形が変わって見えるよ。
ワイングラスに水を入れた時の十円玉の形はまたちがって見える。
  • 見る場所や水の量を変えるとどう見えるか、やってみよう。
  • コップの大きさや形を変えると、十円玉の見え方はどうなるかな? ためしてみてね。

やってみよう その2

  • コップと十円玉を、もう一組用意して、3番目のコップにはサラダオイルを入れてみよう。
  • サラダオイルは、2番目のコップの水と同じ量だけ入れてね。
水を入れたコップとサラダオイルを入れたコップをならべて見くらべよう。
  • 水を入れたコップの十円玉と、サラダオイルを入れたコップの十円玉を見くらべてみよう。
  • サラダオイルの中の十円玉のほうが、大きく見えるよ。サラダオイルのほうが、水よりも光が大きく曲がるからなんだ。

やってみよう その3

何も入ってないコップ、水の入ったコップ、サラダオイルの入ったコップに、それぞれストローを入れて違いを見てみよう。
  • こんどは、3つのコップに1本ずつストローを入れて、横から見てみよう。
    みんな見え方がちがうよ。
  • サラダオイルのかわりに、さとう水やジュースを使うと、また見え方がちがってくるよ。ためしてみてね。