【Eureka#04】高校物理で虹の正体を突き止めよう!

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こんにちは!第4回のEurekaは物理についてです!Eurekaの物理記事では身の回りのいろいろな現象の正体を高校物理を使って解き明かしていきたいと思います!受験にも役立つ知識があるので、勉強の一休みにぜひご覧ください!

さて、記念すべき物理第一回はを扱います!受験生の皆さんはこんなページなんかみて何になるんだと思うかもしれませんが、虹については過去に東大や東京理科大学など多くの難関大学で出題されたことがあります。虹をはじめとする様々な物理現象の原理を知ることで、その現象についての問題が出されたときに有利になるのです!
大学受験の物理分野の波動で使われる虹の写真
では虹のでき方について説明していきます!大まかにいうと、虹とは太陽光が雨粒で屈折、反射されてできるもの。そのため、虹とは物理の波動分野に大きく関係のある現象なのです。
まず、虹について知るためには太陽光について知る必要があります。太陽光は白く見えますが、それは決して太陽光が白い光という訳ではありません。そうではなく、太陽光は赤い光から紫色の光まで虹のすべての色の光が混じっているため白く見えるのです。(絵の具の三原色を混ぜると黒くなり光の三原色を混ぜると白くなるというのは美術でも習ったことがあるかもしれませんね。)
さて、その太陽光が雨粒にぶつかると、屈折して光は雨粒の中に侵入します。しかし、皆さんもご存知の通り赤い光は屈折率が小さく、紫色の光は屈折率が大きいという性質があります。そのため、雨粒に侵入する際に、太陽光の中の赤い光は小さく、紫色の光は大きく屈折します。
すると、図のように光が屈折、反射していき、その結果光が目に入る角度が光の色によって異なるようになり虹が見えるのです。そのため、虹を見ているときは必ず自分の背中の方向に太陽があり、虹の色は必ず上が赤、下が紫となります!
雨粒で反射屈折する太陽光の図大学受験の物理分野で使う波動を解説している

虹ができる原理について、わかっていただけたでしょうか!このように、物理を学ぶことで身の回りの現象を解き明かすことができるのです。(気象関係でいえば虹のほかにも、例えば空が青く夕焼けが赤い理由も物理の波動分野と関係があります。)この記事を読んで皆さんに少しでも物理に興味を持ってもらえたらうれしい限りです!

今回のEurekaで数学→生物→化学→物理のサイクルが一周終わりました。来週のEurekaは再び数学の記事をお送りしますので、お楽しみに!

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