偏光板工作Vol.2

★書き換えました。Vol.2★

こんにちは、12月22日に実施した、東児童館での実験教室のご報告です。

今回のテーマは、「偏光板で遊ぼう!Ⅱ」。

今回は、つくば市内の児童館の先生方や、JST:独立行政法人科学技術振興機構の方々
もいらっしゃって、とっても賑やかでした。

Y沼児童館のT先生も、ケロロに変身して、奮闘してくださいました。

1222.JPG

今回、上記の時との違いは、工作です。こんなものでした。

P1060227.JPG

いろんな形にカットした偏光板の上に、セロハンテープをべたべた貼った
ものを置いて、もう一枚の四角い偏光板をその上に重ねています。

いろいろな色が見えますね。

間のセロハンテープをとったものがこれです。

P1060228.JPG

上記写真をクリックすると、別ウインドウが開きます。

暗く(黒く)なっているものや、明るく光が通っているものがありますね。
カットした偏光板(星や蝶々〉の向きがいろいろなのです。

下記は、12月15日に発売された、Newton 別冊波のサイエンスにのっている
偏光板の説明です。(もしかしたら、こんな引用の仕方はしてはいけないのかな)

IMG_0006-thumb-448x322-2521

IMG_0006.jpgのサムネール画像

下の段の説明だけ、拡大してみます。

IMG_0007

通常の光       ①縦方向の偏光を  縦方向の偏光  ②横方向の偏光を

通す偏光板                 通す偏光板

と書かれています。

これで、上記の工作で、いろいろな明るさに見えるのを説明してみましょう。

たとえば、工作の写真のまん中の穴の上の大きな星。
これは、暗く見えますね。これは、2枚の偏光板(大きな星の偏光板と
上に重ねた四角い偏光板)が、上の図の①と②の向きにあるということですね。

では、工作の写真の真ん中の穴の下の小さな星。
これは、透明に見えますね。光が通ってきているということです。

上の図で言うと、②の偏光板が90度回転しているということですね。

でも、この工作で、上の四角い偏光板は、回転させていません。
ということは、②の偏光板は、そのままの向きで、光が通ることを考えないと
いけません。

そうすると、①の偏光板が、90度傾いているということです。

これで、オッケー!
光がとおって、透明に見えますね。

そしたら今度は、工作の写真の左上の大きな星を考えてみましょう。
これは、小さな星より少し暗くなっています。でも、最初に考えた大きな星よりは、
明るいです。だから、少し光がとおってきているということです。

少し光がとおってきているって、どういうこと。\(◎o◎)/!

上の図の①の偏光板が、斜め45度回転したってことです。

そうすると、①の偏光板は通れるけど、②の偏光板は、どうでしょう?
普通に考えたら、通れませんね。そこで、次の解説になります。

1222text.pngのサムネール画像
 

あんまり変わった感じがしないかな?

この解説では、「それぞれの光のこの成分」という言葉を使っています。

偏光板での透過光を考えるときには、偏光板に対して、光をベクトル成分に分けて

考えるといいのです。

それで、①の向きの偏光板を通った光は、
②の偏光板が斜め45度に回転して

いたとしたら、半分の成分は通るのです。

そういうことを頭において、工作を見てみると、いろんな明るさがあるのも、うなづけますね。

上記の解説を、もう少し、詳しく書いてみました。

 
hennkoubann2.png
 

でも、どうしてベクトル成分に分けるのかというと。。。

フィルムをヨウ素が入った液に浸けて延ばすと、ヨウ素がのばした方向に並びます。

(とってもおおざっぱです)

そういう処理をしたものが偏光板です。

ヨウ素が並んだところでは、自由に動ける電子が存在し、その電子が
光を吸収する
のです。

だから、電子が動ける方向(成分)の光を吸収することになり、そうでないものは

通るのです。

ヨウ素が並んでいる方向に振動している光は吸収されるのですが、

時々、間違った説明をされている
サイトなどがあります。

それは、
ヨウ素の並びを偏光板のすだれとしているものです。

ヨウ素の並び方向に
光が通るように書いてあります。

それで、前出の解説の資料のまん中下の方には、

※すだれは、透過軸を表しています。と書いています。

とは書いてみたものの、まだ気になるので、
偏光板のすだれという表現は、誤解されそうなので、

下記にまたまた
解説してみます。

hennkoubann3.png

この辺をちゃんと理解したうえでないと、『すだれのモデル』は誤解を招きかねません。

hennkoubannennji.JPG

わかりやすい、モデルとしてのご紹介です。ということを、ちゃんと理解して
もらわなけれがいけませんね。

偏光板は、聞きなれない言葉ですが、身近でいろいろ使われています。

また、実験教室としたら、
色のないものから、いろんな色が現れたり、
見えてい
たものが消えたり、とっても子どもたちの興味をひくものです。

でも、解説をきっちりするには難しく、逆に誤解を招くような演示なりかねません。

この辺をちゃんとわかって、実験教室を行いたいものです。

こちらに偏光板と、セロハンテープ・フィルムが色づく理由を解説しています。

偏光板で色づく理由2

もっと詳しくはこちらをどうぞ!

“偏光板工作Vol.2” への7件の返信

  1. 明けましておめでとうございます。
    別冊Newtonのタイトルは「波のサイエンス」ですよね。
    偏光のふるまいですが次のように考えるのも面白いと思います。
    ・ギターの弦の両端を固定してぴんと張る。
    ・間に||のスリットを置きます。
    ・ギターの弦を↑↓の方向にはじくと波は伝わる
    ・ギターの弦を←→の方向にはじくと波は伝わらない
    ・スリットの向きを=します。
    ・ギターの弦を↑↓の方向にはじくと波は伝わらない
    ギターの弦を斜め(//)の方向にはじくと波は伝わるでしょうか

    いいね

  2. 光と色とさん、コメントありがとうございます。
    今年もよろしくお願いいたします。
    今、ギターでやってみました。
    ななめでも、通りますね。
    節だったらどうかな?なんて思ったけど、
    そこまでうまく、調節できませんでした。(^^ゞ
    子どもたち向けの演示で、いい方法が見つかったら、また
    ご報告させていただきます。
    「波のサイエンス」も書き直しさせていただきました。
    誰に見せるというわけでもなく、自分として納得がいかなかったので、
    色々書いていました。
    読んでいただいて、光栄です。
    今後ともよろしくお願いいたします。

    いいね

  3. 今日半日、偏光板の演示で、何かいい方法はないかなって、考えていました。
    いくつか思いついたのですが、やっぱりいまいち。。。(@_@。
    でも、そのくらい、偏光板って、特殊な性質を持っているんだなと思いました。
    偏光板にも、いろいろあるのですが、よくある偏光板は、ヨウ素が使われています。
    ヨウ素は、ヨウ素でんぷん反応などでよく知られていますね。
    ヨウ素でんぷん反応も、紫色だったり、青っぽい色だったり。
    どうしてそうなのか考えると、また、奥が深かったりします。
    色変わり実験だってできます。
    うがい薬にも使われていますね。
    私は、ヨウ素って、すごいなって思って、偏光板の実験を始めました。
    ヨウ素恐るべしです。\(◎o◎)/!
    この感動を子どもたちに伝えていきたいです。=^_^=

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  4. 最近、3Dテレビのニュースをよくやっていますね。
    あれの眼鏡は偏光板ですね。左目と右目のレンズが向きの違う偏光板になっています。また、3Dの元になる画像にも向きの違う偏光板取り付けられます。これで左目で見える絵と右目で見える絵を作れますね。厚紙の表裏に右目用の絵と左目用の絵をはって、絵をくるくる回すと3Dの絵に見えるでしょうか。
    http://www.nhk-mt.co.jp/nts/tech/xpol.html

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  5. 光と色とさん、今晩は。
    コメントありがとうございます。
    「実に面白い!。やってみよう。」(^^ゞガリレオ湯川先生ふう。
    多分、平面でなくて、くるりと回している間の絵も、見えてしまうので、
    うまく3Dには、見えないのではないでしょうか。
    正面に来た時、ストロボを当てたりすると、うまくいくかもしれません。
    ってな解答では、いかがでしょうか?
    ちなみに、私は、立体視が得意です。(^_-)-☆

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  6. 偉い資料だと思います!!!面白くて理解やすくて。。。
    私は今、中国で日本の偏光板会社で通勤しています。中国人です。^^
    入社からいろいろ勉強したのにやっぱり難しいと思います(理系生ではあるまいし)。
    でもリカコ様のブログを読んではたと合点がいった!なんで???不思議ですね。ほんとうに理解やすいです。もっと勉強したいって感じがあります。
    ありがとうございます!!!

    いいね

  7. KANAさん。
    コメントありがとうございます。
    ご覧になっているかもしれませんが、こちらに、偏光板の実験をまとめています(順次更新中)。
    http://tsukuba-ibk.com/omosiro/folder148/post-4.html
    まだまだのところもありますので、KANAさんも、?と思われるところがあった、情報下さいね。
    今後ともよろしくお願いいたします。

    いいね

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