2017年4月14日 公開

家の外や中で簡単な道具を使って虹をつくる3つの方法

おうち知育の一環として家の中や外で簡単に虹を作る実験をしてみませんか。雨上がりの空に突然現れる虹はとても美しく、いつまでも眺めていたいものですが、すぐに消えてしまいます。ここでは虹ができる原理などを知って簡単に虹を作る3つの方法を紹介します。

虹って何だろう?

赤から紫までの光のスペクトルが順に並んだ円弧状の光のことを虹といいます。
実際には目に見えない両端にも光線があり、それぞれ紫外線、赤外線として知られています。

虹は、雨の水滴に入る際に屈折し、水滴の中を進んだ光が水滴と空気の境界で反射され、水滴から空気中に出る際にもう一度屈折することでできるものです。

太陽光のなかには波長が異なるさまざまな色の光が集まっているため、屈折率の違いによって色が付いて見えます。

波長の短い光ほど屈折率が大きくなるので、紫色の光は大きく、赤い光は小さく曲げられたように見えます。

虹はなぜできるの?

animation created by John Roland Penner, Toronto, August 14, 2007/CC BY-SA 3.0
太陽の光は白色光であるといわれていますが、本来は、赤、橙、黄、緑、青、藍、紫などのさまざまな色が混ざり合ってできた光なのです。

これらの光は、雨粒に当たることによって個々の色に分かれて見えます。

つまり、太陽の光が空気中にある水滴によって屈折、反射されることによって水滴がプリズムの役割をするために光が分解されて七色の帯のような虹になって見えるのです。

虹を作ってみよう!①外で霧吹きやホースで

虹がどのようにできているのかを理解すると水と太陽の光で簡単に虹を作る実験をすることができます。

晴れた太陽光線が強い日に霧吹きを準備して外に出てみましょう。
太陽の光を背にして、暗い色の建物や地面などを探します。

次に、霧吹きで何度か水を吹き出し、細かい水のツブをたくさん出します。
何回か繰り返すうちに水のつぶのあたりに太陽の光が当たると虹を見ることができます。

太陽の位置が高いと見えにくいこともあるので午前中や夕方にやってみるのをおすすめします。
ホースで水巻をする要領で水の出口をつまんで細くして水の粒をつくっても虹が見ることができます。

虹をつくってみよう!②ペットボトルと懐中電灯で

Gordana Adamovic-Mladenovic/CC BY 2.0
雨が降って屋外で実験ができなくても室内で虹を作ることが可能な方法があります。
太陽光がさまざまな色の光から構成されているように、懐中電灯の光も複数の色が混ざり合ってできています。

このことを活用して水で満たしたペットボトルに光をあてると、水滴と同じように光を屈折してさまざまな光の帯に分けることが可能となり、小さなサイズではありますが、虹を作ることができるのです。

光の屈折は光を伝える媒質によっても異なるので、ペットボトルに水と油を二層にしてその違いを見るのも楽しいでしょう。

(注)太陽の光を直接見たり、ペットボトルから太陽をのぞきこまないように注意してください。

虹をつくってみよう!③水の力を使わずつくる方法

Vahram Mekhitarian/CC BY-SA 3.0
虹は太陽の光と水があれば簡単に作ることができますが、実は水を使わずに簡単に虹を作る実験もあるのです。

準備する物は、CDと懐中電灯だけです。

暗い室内の中で、CDに懐中電灯を当て、スイッチを入れましょう。
そうすると虹ができます。

意外にも身近にあるもので簡単に虹を作り観察することができます。

虹ができる理由を知って親子で虹をつくってみよう!

日頃見慣れている太陽の光が水滴に反射、屈折することによって七色の美しい虹になって見えます。

自然の気象現象としての虹にメルヘンやファンタジーを求めるだけでなく、虹ができる原理を理解して、お子さまと一緒に人工的な虹を作る実験に挑戦してみてはいかがですか。
この記事は執筆時点のものですので、最新情報は公式サイト等でご確認ください。

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youko youko  子どもは私にとってキラキラと輝く宝石のような存在です。 それを磨いて上げるのが親の役目。 未熟者ですが日々子育て頑張ります!