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水の光ファイバー

まずは見てみよう!

どんな実験?

実験手順と種あかし

  • 水の流れを利用して光ファイバーの実験をしてみましょう。
  • ペットボトルの側面に開けた穴から水を流出させます。このとき、穴から出る水に後ろからレーザーポインターで光を当てます。そうすると、光は水の流れに沿って曲がりながら進んでいることがわかります。(レーザーポインターがなくても懐中電灯でも実験できます。まわりに光が漏れないようにくふうして実験してください。)
  • 水(屈折率が大きい)の中を進む光は外の空気(屈折率が小さい)と接する表面に当たると、全反射をして外に出ることなく水の中を進み続けます。光は水面となす角が小さければ、水面で全反射するということを「光ファイバーの原理」で説明しました。水の流れが多少曲がっても光は全反射を続けます。
  • 光ファイバーと同じ原理です。
  • なお、絵具などを利用して水に薄く色をつけておいてください(無色透明だと光が通っていることがわかりません)。
  • また、この実験ではペットボトルの側面の穴のまわりを黒いビニールテープでふさぎました。このようにしないと、穴以外のところからも光が漏れて水の流れを照らしてしまい、正しい実験ができなくなりますので注意してください。
  • この実験動画はJSPS科研費 18K03956の助成を受けて制作しました。
【キーワード】 全反射
【関連項目】

光ファイバーの原理水の高さとエネルギー

【参考】

石綿良三・根本光正「流れのふしぎ」講談社ブルーバックス、P98-101

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更新日:2021.10.1