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おもしろ科学実験室(工学のふしぎな世界)

光を分ける道具を作り、いろんな色を見てみよう

2019年4月5日
大分大学理工学部 共創理工学科 応用化学コース
准教授 井上 高教

光は、次のような波長や色をもったもので、電磁波の一種です。身の回りには、いろんな色の光が有ります。その光を分ける(専門用語で分光という)装置を作って、いろんな光を虹色で見てみよう!

光(photon)とは? → 電磁波、電波、波の一種。

  • 虹はどうしたら発生するの?
  • 太陽光線と蛍光灯の光は同じ?
  • 光の3原色って、何?
  • テレビの色の黄色は、どうやって出ているの?
  • 紫外線って何?
  • 赤外線って何?

1.虹色はっせい器を作ろう ―光ってなんだろう?

1-1.作製

材料

  • 音楽CDやコンピューターのCD―ROM
  • ダンボール紙(B4サイズ)

作り方

  1. 箱に穴をあける
    箱に穴をあける。(この位置が重要です。)
  2. 箱をつくる
    箱をつくる
  3. CDを置く台を作る。(この高さが重要です。)
  4. CDをセットする。
    CDをセットする
  5. 完成したら、中をのぞいて見よう。虹が見えたらOK!
    ポイント:箱が無くても見えますが、光の入口と出口を細くすることで見やすくなります。

1-2.いろんな光を見てみよう。

テレビの色(光の3原色)

  • ホタルの光
  • 青空
  • 草木の緑

その他、君のアイディア、興味次第!

注意!!

身のまわりにありませんが、レーザー光線は見ないように!!

1-3.原理

表面の溝(格子という)による光の干渉
d sin θ = n λ
光の入射角度( θ )と、光の波長( λ )と、溝の間隔( d )の関係。

2.2 その他の作り方

2-2-1 キムワイプの空箱を使う。

CD-ROMの大きさにちょうどいい。

2-2-2 身の回りにある箱や空洞の有る物を使う。

  1. 丸い虹が見えたら、OK!
    丸い虹が見えたら、OK!

2 蛍光を見よう

2-1

材料

  • レーザーポインター(Greenタイプ)
  • フルオレセイン(Fluorescein)またはフルオレサイト(医薬品)

溶液の作り方

粉末10mgを水(できたら蒸留水、水道水でも可)に溶かす。この溶液を10倍に希釈する(原液1mLに対して9mLの水)。さらに、希釈された溶液を、同様に10倍に希釈する。この操作を数回繰り返し、10倍~1千万倍希釈さえれた溶液を調製する。

2-2 レーザーを照射。

レーザーポインターを液体に照射してみる。何が見える?
「眼にレーザー光線が入らないように注意する事。」
レーザーの色と光っている色が違うことを見出す。
濃度(希釈倍率)で、蛍光の明るさが違うことを確認し、濃度の順番に並べる。

部屋の光(蛍光灯)を付けている場合。部屋の光(蛍光灯)を付けている場合。
部屋の光(蛍光灯)を消した場合。部屋の光(蛍光灯)を消した場合。
部屋の光(蛍光灯)を消して、赤フィルムを通して見た場合。部屋の光(蛍光灯)を消して、赤フィルムを通して見た場合。
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