やってみなくちゃわからない!ホソノ

これまでの大科学実験

実験13「暗闇に光を!」

建物の屋上で受けた光を、入り組んだ建物の中を通して、遠いところに置いた箱の中にあてることができるだろうか?光の直進と反射の原理を利用して、ある建物の屋上から隣の建物に置いた箱の中まで、光を届ける。

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※番組の配信は2014年3月31日をもって終了しました

コラム今回の実験 「暗闇に光を!」

 今回のタイトルは「暗闇(くらやみ)に光を!」(「絶望(ぜつぼう)の中に希望(きぼう)を」といった意味にも聞こえますが… ちがいますよ)。大科学実験では文字通り光を暗闇にとどけます。使うのはレーザー光(こう)と鏡(かがみ)です。

 鏡は表面(ひょうめん)がツルツルですが、これがとても大事な点です。レーザーと鏡の実験では、鏡に当たった一筋(ひとすじ)の光が、はね返ってべつの筋(すじ)となって出ていきますが、表面に凸凹(おうとつ=デコボコ)があるといろんな方向に出て行ってしまいます。ゴール間近(まぢか)の旧館(きゅうかん)の階段(かいだん)で、光が広がっていることがわかりました。これは、鏡とはいえ細かな凸凹があるせいです。

 光は、物にぶつかったときに、いつも必ず反射するわけではありません。通りぬけたり、吸収(きゅうしゅう)されることもあります。どうなるかはぶつかった物の性質(せいしつ)で決まります。ガラスのように透明(とうめい)な物だと通りぬけ、黒っぽい物では吸収されます。ですが、全部ではありません。

もしも、物にぶつかった光が全部、通り抜けたり、吸収されたりしたら、私たちの目には見えません。一部は反射しているから、そこにガラスや黒い物があることがわかります。ちょっとややこしいですが、厳密(げんみつ)に言うと、透明だから光が通りぬけていくのではなく、光が通りぬけてしまうから、私たちには透明に(何もないように)見えるのです。

 はく製(せい)のならぶ部屋では緑色の光がはっきり見えました。ですが、“何かが見える”とはその“何か”に当たった光が反射(はんしゃ)して私たちの目のところにとどいているからです。外で光を見うしなったときに、男性の背中や紙に反射させていましたね。暗い部屋の中でも光が何かに当たって反射しなければ、私たちには見えません。

では、あの光の筋はなぜ見えたのでしょう? 空気があるから? おしいですね。答えは空気の中のちりです。撮影(さつえい)では光の筋がよくわかるように、けむりを使っている場面もあります。けむりの小さな粒(つぶ)が光を反射しているので、光が筋として見えるのです。画面をよーく見ると、光の中をちりやけむりが動いているのがわかりますよ。

 さて、鏡と光に関して、面白い話を見つけました。イタリア北部にヴィガネッラという小さな村があります。周囲(しゅうい)をぐるりと高い山が囲(かこ)んでいるので、夏はいいのですが、冬は日がささないそうです(なぜ夏と冬で違うのか、わからない方は「実験09 大追跡!巨大影の7時間」のページを見てください)。

 でも、冬こそお日様の光をあびたいですよね。そこで、山の上に大きな鏡を設置(せっち)して、太陽光を反射させて届けているそうです。大科学実験も顔負けのスケールですね!

 下記のサイトに制作ウラ話をのせています。こちらもぜひどうぞ!

詫摩雅子/元 日経サイエンス編集部
日経サイエンスブログ

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