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影に色がついている!?
影に色がついている!? 青森・野呂茂樹 【その1】 小さい頃、太陽光を鏡で反射させ、相手の顔に当て、相手がまぶしが るのを楽しんだ記憶があります。 さて、油性インクで絵が描かれたCDや鏡に、太陽光を当て、白い紙・ 壁に反射させると、どんな風に映ると思いますか? 黒い影でなく、色づいた絵が映ります。 普通に使われているCDや鏡からの光は、表面での反射光は少なく底 面での反射光がほとんどです。 したがって、表面に透明な塗料などで描かれた絵を通過した光は底で反射し再び絵を通って、壁に映る ので、色づいて見えます(図1)。 しかし、表面に不透明な塗料などで描かれた絵からの光は、まわりの底面からの光に比べて弱く、壁に 映ったとき、絵の色はほとんど見えず、黒く映ります(図2)。 絵 絵 【図 1】 【図 2】 (CD・鏡の絵を映す) ① CDのラベルに強い光(太陽光、OHPの光、電灯など)光を当て、白い壁・紙に反射させ、映してみ ましよう。カラーの絵や文字が白黒で映ります。 (絵や文字のまわりに塗料や台紙がなく、裸状態のも のでないと、うまく映りません) ② 次に、CDの鏡面側に、カラーの油性インクで、絵を描き、強い光を当て、白い紙・壁に反射させると、 カラフルな絵がそのまま、きれいに映ります。 (不透明な水性顔料インク(例えば、ポスカ)では、カ ラーには映りません。黒く映ります(図3)。 *この 2 種類のインクを使うと、同じ色で描いた絵が壁に映ったとき、一方は黒、他方は有色となり、 ふしぎさが増します) *鏡の場合は、直接絵を描いてもいいですが、後処理の都合から、透明プラ板(総菜用の透明プラ容器 の平らな部分が使えます)を鏡の上にかぶせ、絵を描く方法がいいでしょう。 【その2】 【準備】 ① 2個の懐中電灯それぞれに赤色、緑色のセロハンをかぶせます。 ② めがねの窓の一方に赤色セロハン、 他方の窓に緑色セロハンを張った 赤・緑立 体視 用め がねを 作っ てお き ます。 ここでの実験では、赤の光だけとか青の光だけとか緑の光だけを通す フィルターを用いることが大 切です。ここで、青色セロハンでなく緑色セロハンを用いたのは、文房具店などで売られている青色セ ロハンは青い光だけを通すのにはあまり適していなかったためです。緑色セロハンは緑の光を多く通す ので、この実験に適していました。 なお、暗記用のチェックシートに用いられている赤色・青色・緑色のシートを用いると、赤色-青色、赤 色-緑色の組み合わせでも、うまくいきました。 ③ この実験は、暗室で行います。実際は、照明を落とし、カーテンを引いた部屋の机の下で行いました。 【影に色がつく】 ① 白いスクリーン(白い壁/白い紙を張った段ボール箱など) を、セロハンの張った2つの懐中電灯からの光が重なるよ うに照らします。すると、白いスクリーンは(少し)黄色 に見えます。 ② スクリーンの前に、細くて不透明な棒(鉛筆/油性ペン/ ステックのりなど)を置いて、赤と緑の色のついた影が見 えるようになるまで スクリーンからの距離を調節します。 ③ 影の色に注目してください。赤色セロハンを張った電灯の 光による影の色は緑色です!緑色セロハンを張った電灯の光による影の色は赤色です! ④ 赤(緑)色セロハンを張った電灯のスイッチを切って、緑(赤)色セロハンを張った電灯の光だけに よる影の色は黒色です (理由) ① 2つの電灯のスイッチが入っているときスクリーンは、【赤】 +【緑】 →【黄】の状態です。赤(緑)色セロハンを張った電灯からの光が棒によってさえぎられると、赤(緑) の光がスクリーンに届かず影ができますが、その影の部分に緑(赤)の光は届いています。そのため、 影の部分は緑(赤)色に見えます。 ② 赤(緑)色セロハンを張った電灯のスイッチを切って、緑(赤)色セロハンを張った電灯の光だけ当 てたときは、影の部分に別の光も届いていないので、影は黒色です。 (発展)一方の電灯に色セロハンをかぶせ、他方にはかぶせない場合の影の色を考えてから、実験しまし ょう。