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【理科実験】青空・夕焼けをつくってみた  

空がなぜ青いのか、夕焼けはなぜ赤いのか。そんな疑問は誰でも抱いたことがあるのではないか。
今回はその謎に迫る。用意したものは500mlのペットボトル、牛乳、自転車のフロントライト
2013_04_08 001_R


まずペットボトルに水を入れ、牛乳をほんの少し(十数滴)たらす。
2013_04_08 004_R

これで準備完了。

部屋を暗くしてペットボトルを縦にした状態で、横からライトを照らす。
すると、ボトルの中の白い液体が、青空のように見える。
2012_11_10 003_R


さらにペットボトルを横にして、底から照らす。
すると、ボトルの先端が夕焼けのように見える。
2013_04_08 005_R
逆からあててもみたが同様な結果が得られる
2013_04_08 006_R


これらの観測結果は次のようにして説明される。
太陽の光は、紫青緑黄橙赤などの色んな色の光が混ざってできている。
このうちの光は空気の層を通過するとき、比較的散らされやすい傾向がある。高校物理でいう「光の散乱」、高校化学でいう「チンダル現象」を思い出す。
昼間我々は空が青く見ることができるが、これは空いっぱいに青い光が地上まで届いたからである。
さらに地上では太陽の色は少し黄色に見えるが、これは青い光が散らされた結果、青成分が減ったためである。

夕方は太陽の光が斜めから入る。そうすると昼間より長く空気の層を通過する(太陽と観測者との距離が長くなる)ので、多くの色の光が空気の層で散らされて減る。
しかし赤色の光は散らされにくい特徴を持ち、通過しやすいのでこれが地上に届くのである。だから夕焼けは赤っぽく見えるのである。
夕方の方が空気の層を長く通る



実験で言えばライトは太陽、牛乳は空気、ペットボトルの中の水は地球をとりまく空気の層の代わりになっているのである。

では一体、この光の散乱現象はどういうところで利用されているのか。
それは我々の身の回りのノートPC、携帯電話、携帯型ゲーム機などの液晶表示に利用されている。
画面が明るく見えるのは、裏側でライトが照らされているわけだが、光を散乱させる小さな粒が含まれる薄い膜がライトについていて、画面全体を見やすくしているのである。

ちなみにライトをペットボトルの後ろ側からみると昼間の太陽のように黄色みを帯びている。
2012_11_10 004_R

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Posted on 2013/04/13 Sat. 22:38 [edit]

category: 実験

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