プリズムで、出来るだけ大きな虹を作る実験

実は去年の夏の終わりにプリズムの実験をしていました。
”プリズムの実験”キットについていたプリズムで、大きな虹を作ってみたくて。
使用したのは
1.大きな段ボール箱(人がギリギリ入れるくらいの物を使いました。)
2.プリンター用紙(スリットとスクリーンを作りました。)
3.黒いマジック(スリットを黒く塗りました。)
4.セロハンテープ(スリットやスクリーンを貼付ける物です。)
5.プリズム(キットに付属の物です。)
さらに、撮影のために妻の手を借りています。
さて、どうしたら大きな虹が作れるか。いろいろと考えてみました。
1.プリズムからスクリーンまでの距離をなるべく長くする。
平行な太陽光をプリズムで拡散させて虹を作るのですが、このときプリズムからスクリーンまでの距離が長いほど光が広がる訳です。
つまり大きな暗室(暗い部屋が)が必要なので、大きな段ボールを使いました。
2.なるべく太陽光線が強い時をねらう。
プリズムで平行な太陽光線を広げた場合、どんどん光が弱くなっていきます。
つまり最初の光が強いほどよい(というよりも、強くないと見えなくなる)ということです。
そこで時期は真夏(8月15日)の11時頃に行っています。
3.スリットは細くしすぎない。
スリットを細くするとシャープな虹になりますが、その分光が弱くなります。
今回はかなり適当に考えて、幅を約5 mmにしました。
実験準備
1.大きな段ボール箱のふたを開けた状態にします。開けたふたが手前になる様におきます。
2.段ボール箱の上の面の真ん中あたりに、3 cm x 1 cm程度の穴をあけます。
3.両面を黒く塗ったプリンター用紙を用意して、そこに3 cm x 0.5 cm程度の穴をあけスリットを作ります。先ほどの段ボールの穴とスリットの穴を合わせる様にしてスリットを貼付けます。
4.スリットの穴のすぐしたあたりにプリズムを持っていきます。出来れば何かで固定したいのですが、今回は手で固定しました。
5.プリズムの角度を変えて虹ができる様にします。虹が見えたらその時のプリズムの角度と虹の位置をある程度覚えておきましょう。
6.虹が見えたあたりに白いプリンター用紙をおいて(貼付けて)もう一度虹を作ってやりましょう。
こうして出来た虹が次の物です。
ookinanizi
だいたい5 cm位の虹が出来上がりました。
写真の中で左の方がのびているのは、虹がスクリーンに対して斜めに移っているからです。
もしそれがいやなら、スリットのあたりを中心にした円周上にスクリーンがある様に固定する事が必要です。
どうやれば作れるか、いろいろ考えてみてはいかがでしょうか。
さて、今は3月、太陽の南中高度は結構低めです。
おそらく今の時期でもなんとかなるとは思うのですが、もう少し夏に近づいてからの方がよいかもしれません。
南中高度だけで考えるなら夏至が良いのですが、ちょうど梅雨時ですし。
4月5月、または梅雨が明けてからの7月8月あたりがおすすめでしょうか。
蛍光灯などの発散光線も、平行光線にして分光してみたい物ですが、放物線の形をしたミラー(アルミホイルで作れそうな気がしますが)が必要ですからね。
もしかしたら、凸レンズをうまく使えばできるかもしれませんが。
もう少し太陽が高くなったら、また試してみても良いかもしれません。

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