どうして、コップの底にあるコインが上にきたように見えるの？

こんにちは、みんなの科学研究所の蛯原ようすけと申します。

おとなとこどものやさしい理科と科学のブログです。

 

コップにさしたストローが水面で曲がって見えることがありますね。

本当は曲がっていないのに、曲がって見えてしまう! 

不思議です！

 

コップの中にコインをいれておいて、最初は見えないのに、

水を入れていくと、途中からコインが見えるようになることもあります。

 

本当はコップの底にあるコインなのに、まるで、コインの底が

浮かび上がってきたかのように見える現象！

やっぱり不思議、なんで～？

 

なんか心霊現象みいで気持ち悪いこの現象、どうして起きるんでしょうか。

ちょっと詳しく知りたくなりますね。

ちょっと考えてみます。

 

私たちがいつも目にしている光には、不思議な性質がいくつもあります。

その中のひとつに、光は、宇宙の直線定規(じょうぎ)というのがあります。

 

直線定規(じょうぎ)というのは、

光は、空気のない真空の中ではかならず、まっすぐに進みます。

まっすぐというと、あるところAからべつのところB点までの、

長さがいちばん小さくなる距離のことです。

とちゅうで折れ曲がったり、横道にそれたりしないということですね。

 

AからB点までの、長さがいちばん小さいとうことだから、

AからB点までの行く時間が一番短いということでもありますね。

 

光の、不思議な性質のもうひとつは、

光が、水や空気の中を進むとき、ちょっとスピードが遅くなります。

 

水は分解していくと原子(げんし)という小さい粒になります。

空気もミクロな目で分解していくと原子(げんし)という小さい粒になります。

原子(げんし)は、光が当たると、いったん飲み込んで、そして、同じ光を吐き出します。

そして、光を吐き出した光が、次の原子(げんし)へ伝わって・・と

原子(げんし)の中で光のリレーが起きます。

こうやって光のリレーが起きるために、

光が、水や空気の中を進むとき、ちょっとスピードが遅くなります。

 

空気の中より水の中のほうが原子(げんし)の数が多いので、

原子(げんし)の光のリレーの回数が多くなって、

光が、水中を進むとき、さらにスピードが遅くなります。

 

光がコップの中の水の中を通ってきて、空気中に出るとき、

水の中ではスピードが遅かった光が、空気中にでスピードが速くなります。

このとき、光は、ちょっと曲がってしまいます。

 

宇宙の直線定規(じょうぎ)といわれる光は、真空中(しんくうちゅう)の場合

だけだったんですね。。

 

でも、光は、あるところA点からあるところB点まで行く時に、

一番時間が短くなる道を選んで通っていくという性質は変わりません。

だれに教わったわけでもないのに、光は、一番時間が短くなる道が分かって、

その道を選んで通って行くんですね。

ホント、光の、不思議な性質です。

 

光がコップの中の水の中を通ってきて、空気中に出るときの

一番時間が短くなる道は、ちょっと文章では書きにくいので図をみてみますと、

 

水の中を通る距離が長いと、時間がかかりすぎます。

かといって、水の中を通る距離を短くしても、空気の中を進む時間が長くかかりすぎます。

そこで、光は、ちょうど真ん中になるような、いい具合の道を見つけて

通っていきます。

 

こうやって、光が、一番時間が短くなる道を選んで、モノの中を進んでいくと、

光が曲がってしまうんですね。

 

それで、私たちの目は、光はまっすぐに進んでくるという思い込みがあるので、

ストローが曲がって見えたり、

見えなかったコップの底のコインが見えたりするようになります。

 

もう少し具体的にいいますと、

 

光がコップの中の水の中を通ってきて、空気中にでるとき、

光は、一番時間が短くなる道を選んで進むので、

曲がって進んできて、私たちの目に届きます。

しかし、私たちの目は、光はまっすぐに進んでくるもの

と思いこんでいるので、私たちの目入ってきた光の方向の

延長線上にモノがあるはずと思ってみてしまうんですね。

 

コップにさしたストローが水面で曲がって見えることや、

コップの中いれたコインが途中から見えるようになる

のも、私たちの思い込みによる錯覚だったんですね。

 

心霊現象ではありませんでした！

 

いつもいつもまっすぐに進んでくる光になれれいると、

今度も、まっすぐに進んでくるだろうと見てしまうんですね。

【みんなの科学研究所】　理念：好奇心から生まれるしあわせ

蛯原ようすけ　

 

 

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