光を体験しよう 〜光のじっけん室〜

レンズとミラーを作ってみよう

氷レンズで光集め

氷レンズの完成。太陽の光を集め、黒い紙を焦がすことはできるでしょうか?
むずかしさレベル 1

とう明なものであれば、ガラスでもプラスチックでも水でもレンズになります。
つまりレンズのはたらきは、その材質ではなく形によって生まれる…ということです。では、氷ではどうでしょうか?

準備するもの

  • 底の丸いおわん(こおらせても割れないもの)
  • 水(精製水か湯冷ましが良い)
  • 食品ラップ
  • かわいたぞうきんや保温シートなど

組み立てよう!

step1 すすめ方
おわんに水を入れます。

おわんに水を入れます。

おわんの底に、水を1~2cmの厚さになるように入れます。

step2 すすめ方
水がこぼれないようにラップなどでふたをします。

水がこぼれないようにラップなどでふたをします。

ぞうきんや保温シートなどで包みます。

ぞうきんや保温シートなどで包みます。

おわんに、水がこぼれないようにラップなどでふたをし、さらにかわいたぞうきんや保温シートなどで3~4重に包みます(輪ゴムなどで止める)。

step3 すすめ方
冷蔵庫の製氷室に入れます。

冷蔵庫の製氷室に入れます。

  1. 冷蔵庫の製氷室に、おわんがかたむかないように注意して入れます。
  2. 丸1日以上、そのままにしてから取り出し、こおっているか確かめます。こおっていないときは、包んでいるシートなどを減らし、もう一度、チャレンジします。

観察してみよう!

こおっているときは、おわんを取り出してぬるま湯などに入れ、中の氷を形がくずれないように取り出します。氷レンズの完成です。とつレンズの形をしていますから、むしめがねのように使ったり、光を集めて遊びます。では、この氷レンズで太陽の光を集め、黒い紙をこがすことはできるでしょうか?試してみてください。

氷とはいえレンズですから、太陽の光を直接見てはいけません。目を痛めてしまいます。また、紙をこがす実験をするときは、かならず大人と一緒に行い、燃えかすの後始末をきちんと行ってください。

こおったら、おわんをぬるま湯などに入れ、中の氷を形がくずれないように取り出します。

こおったら、おわんをぬるま湯などに入れ、中の氷を形がくずれないように取り出します。

氷レンズの完成。太陽の光を集め、黒い紙を焦がすことはできるでしょうか?

氷レンズの完成。太陽の光を集め、黒い紙を焦がすことはできるでしょうか?

もっとしろう!

なぜ

水は、ゆっくりこおらせると混ざっている空気などがぬけ、とう明な氷になります。氷は空気よりもくっ折率(光をくっ折させる度合い)が大きいため、真ん中が厚く周辺がうすい、とつレンズになります。
いろいろな容器で、さまざまな氷レンズをつくり、そのはたらきのちがいを調べるとおもしろいでしょう。

山村 紳一郎(やまむら しんいちろう)先生
さまざまな雑誌や書籍、イベントで自然科学の最先端情報から科学の楽しみ方・遊び方を、紹介・提案し続けるサイエンスライター。
和光大学非常勤講師。成蹊学園サステナビリティ教育研究センター客員フェロー。

まとめてみよう!

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