光の全反射

あっ、消えた!あっ、見えた!(No.146)

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あっ、消えた!あっ、見えた! あっ、消えた!あっ、見えた!

実験監修:愛知工業大学客員教授 佐伯平二 
※監修者の役職は掲載当時のものです。
企画制作: 日本ガイシ株式会社

実験の説明

どうしてなのかな

空のペットボトルにイルカを入れて水の中に沈めると、アレッ!? 水の中のペットボトルは見えるのに、水面より下のイルカの姿が消えてしまいました。でも、ペットボトルの中に水を入れると、消えたイルカの姿が現れます。

そうかなるほど

ペットボトルの外は水、イルカは空のペットボトルの中、つまり空気の中にあります。どちらも透明だから、中のイルカが見えてもよさそうなのに見えないのは、水と空気では光の屈折率が違うからです。密度の大きい物質の屈折率は高く、小さい物質は低い。水(屈折率の高い物質)から空気(屈折率の低い物質)に光が進むとき、水と空気の境界面に近い(入射角が大きい)角度で見ると、境界面で光はすべて反射されてしまうため、境界の向こう側の空気の中にあるイルカは見えなくなります。でもペットボトルの中に水が入ると、光はペットボトルの水の中を直進してイルカで反射します。だからどこから見ても中が見えるようになるのです。

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