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2007年4月30日 (月)

鏡で太陽を反射して壁にうつした光は何か?

 太陽の光を鏡で天井や壁に反射させて遊んだことがある人は多いと思います。四角い鏡でうつすと、天井や壁には四角い光がうつります。ところが鏡から天井や壁までの距離が長くなると映る光の形は四角ではなく丸になります。どうして、丸くなるのでしょうか。

 実際に日食のときに太陽を鏡で遠くの壁にうつしてみると下の写真のようになります。写真を見てわかるとおり壁に映った光は太陽の形をしています。鏡で光を反射させて壁に当てると鏡による実像が映るのです。

日食時の対応を平面鏡で投影
日食時の対応を平面鏡で投影

 これは家庭の電灯でも確認することができます。下記の写真の左側は電球が2つついた電灯です。この電灯の光を右側の一枚の平面鏡で天井に映してみます。

Photo_112
電灯(左)と平面鏡(右)

 鏡の反射光を近めの天井に映すと次の写真のように四角い形の光が映ります。光の数もひとつですし電灯の形にもなりません。

Photo_113

ところが同じ反射光を少し離れた天井に映すと四角形ながら2つに別れた光が映りました。

Photo_114

さらに離れた壁にうつしてみます。暗くてわかりにくいかもしれませんが、2つに分かれた光はそれぞれ丸い形をしています。

Photo_115

 このことからもわかる通り鏡で反射して壁にうつした光は光源(物体)の実像であることが確認できます。

 実は平面鏡でできる実像はピンホール現象でできる実像と同じ原理です。ピンホール現象は光が穴を通り抜けることで壁に実像を作ります。このピンホールに鏡を付けると鏡で反射した先に実像ができるというわけです。

 

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