屈折率レンズが消える！？(No.150)

どうしてなのかな

ゼリーでできた半球のぷるぷるレンズをコップに入れて絵や文字の上に置くと、凸レンズを通して見たときのように大きく見えます。ところがこのぷるぷるレンズ、コップの中に水を入れてのぞいてみると、大きく見えていた絵や文字がもとの大きさになってしまいます。まるでレンズが消えてしまったみたい。ためしに、ガラスの凸レンズを同じようにコップに入れて絵や文字を見ると大きく見えるし、水を入れてもやっぱりまだ大きく見えます。ぷるぷるレンズとガラスのレンズでは何が違うのでしょう？

そうかなるほど

光には異なる物質の境界面で進む方向が曲がるという性質（屈折）があって、境界面の物質の種類によって曲がる角度（屈折率）が異なります。この境界面を球面にするとレンズになって、絵や文字が拡大されて見えます。ぷるぷるレンズでも球面になっている空気と水の境界面で光が屈折して、絵や文字が大きく見えるのです。コップの中に水を入れると、ガラスのレンズでは光が水とガラスの境界面で屈折して絵や文字が拡大されます。ところが、ぷるぷるレンズはほとんどが水だから、光は水から水へ進むことになって屈折しないで直進します。そのため、まるでレンズが消えてしまったようになるわけ。同じように中に立体物を入れて表面を凸凹にしたぷるぷるレンズは空気中では立体物がゆがんで見えますが、水の中では凸凹面での光の屈折がなくなって、もとの立体物が見えるようになります。さぁ、実際に作ってためしてみましょう。