光の実験（9月例会）

活動詳細

活動分野・内容

活動の流れ

　光の色はその波長で決まりますが、今日は光を波長で分ける装置（分光器）を作りました。光を分けるためにはプリズムを使う方法がよく知られていますが、今日は回折格子（レプリカフィルム）と言って沢山の線が引いてあるフイルムを使ってかんたんな分光器を作りました。ポテトチップスの空き箱の底に光を取り入れる小さな窓をつくり、フタにも窓を作って回折格子を貼って完成です。部屋の外に向かって回折格子を貼ってある方から覗くと底の部分に虹が見えました。この虹は太陽の光を分けたもので赤から紫まで連続しています。蛍光灯の光は太陽光と少し違っていますが電球の光は太陽光とだいたい同じでした。白色LEDでは赤・緑・青が強く光っていますが、トンネルなどの照明に使っているナトリウム灯はオレンジ色だけの光で他の色はありませんでした。ヘリウムや水素の気体に高い電圧をかけるとこれらの気体が光りますが、この光を分光器で見るとナトリウム灯と同じようにある色だけの光でした。
　次に目には見えない光の仲間のことを勉強しました。目で見える光の色は波の波長によって決まり、紫は波長が短くて400nmくらい、赤は波長が長くて700nmくらいです。紫よりもっと波長が短くて私たちに見えない光を紫外線といい、赤よりもっと波長が長くて見えない光を赤外線と言います。紫外線には蛍光作用があり、紫外線を当てると蛍光鉱物や栄養ドリンクの液体が光ります。赤外線は空気中のチリに邪魔されないで進む性質があり、団員の安藤君が赤外線センサーで物体までの距離を測る実演をしてくれました。
　後半は長谷川リーダーによる「宇宙の膨張」の話でした。分光器で見える色の帯のことをスペクトルといいますが、太陽光のスペクトルを詳しく見ると所々色が欠けている黒い線（暗線）があります。これは太陽の周りにある原子がその色の光を吸収しているために起こるものです。遠くの星のスペクトルにも多くの暗線がありますが、その位置はみんな赤い方にずれています。これはその星が動いているためで、遠い星ほど早く遠ざかっています。こうして星の光を分光器で調べることで宇宙が膨張していることがわかったのです。

活動の留意点・安全対策

カッターを使用するので怪我をしないようにリーダーや父兄が注意して見守る。また、高圧発生装置を使って封入したガスの発光を見せるので、子供が近付かないように注意する。

活動使用教材

ポトとチップスの空き箱、回折格子（レプリカフイルム）、セロテープ、黒のマジックペン、高圧発生用コイル、水素、ヘリウムなどを封入したガラス管、ナトリウムランプ

活動アイディア＆材料集めの情報・ヒント

参加者からの主な感想

活動に関する反省点・改善点

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