9月の6年生クラスの実験テーマは、「『見える』とは何か①(光の性質)」でした。 

 

初めに、夏イベント(「箱カメラづくり」)の時に学んだ、眼の構造と「見える目」しくみの復習から入りました。 

物体が「見える」とは、物体が発した光キラキラが目に届き、網膜の上に像を結んで、それが脳に伝えられることでしたね。 

 

では、ここで3つの謎を紹介。 

① お椀に入れたコインが見えない高さに目の位置をきめ、お椀に水を注ぐと……コインが見えるのはナゼ? 

② 鏡の中のペットボトルに手を伸ばしても、ボトルにさわれないのはナゼ? 

③ 水に箸を刺すと、水面で箸が切れて見えるのはナゼ? 

 

   

 

これらはすべて、光の性質が関係しています。 

そこで、謎解きをするために、光の性質を調べていきました。 

 

光は、同じ物質(空気、水など)の中では直進右矢印右矢印右矢印しますが、別の物質にぶつかると、反射右上矢印右下矢印したり屈折したりします。 

 

まず、反射についての実験です。 

鏡にいろいろな角度から光を当てて反射の様子を調べると、入射角と反射角は必ず等しくなります。 

さらに、物体と、鏡越しに見える像との位置関係を調べると、(鏡を折り返し線とした)線対称の位置にあることがわかりました。 

 

       

 

続いて、屈折についての実験をしました。 

水槽の水に斜め上から光を当てると、水面で屈折し、水槽の底の方に向かいます。逆に、水の中から空気中に出ていくように光を当てた時も水面で屈折し、水面に近づくように曲がります。 

 

また、直方体のガラスに光を当てた時は、ガラスに入る時と出ていく時の2回屈折する様子が観察できました。

 

 

このガラス越しに箸を見ると、さっきの謎③のように箸が切れて見えることも確認しました。 

 

さて、ここで、物体と鏡像が線対称の位置にあることを記録した図と、ガラス越しに箸を見た時に箸の位置がずれた様子を記録した図を、じっくり眺めてみましょう。

 

 

 

すると、面白いことに気づきます。 

物体から出た光が反射または屈折して目に届いた時、見える虚像の位置は必ず、(反射/屈折した後の)光の通り道の延長線上にあるのです。あたかも、虚像から光が出て直進してきたかのようです。 

 

なぜこんなことが起こるかというと、それは、「見る」という行為が目だけで行われているのではなく、脳が認識することによって初めて「見える」からです。 

 

脳は、目を通じて「光がやって来た」という情報を受け取りますが、その光が反射や屈折して届いたことまでは認識できません。普段見ている物のほとんどは直進して届くために、そうした例外を認識できないのです。 

 

……これでやっと、3つの謎が解けました!! 

無いはずの所に物体があるように見えてしまうのは、脳が作り出した像だったんですね。 

 

光の性質と脳の認識のコラボレーションが生み出す“マジック”を楽しんだ回でしたドキドキ