光の進み方

プリズム（分光器）を使って、光の屈折及び反射について学ぶ。

水やガラス（展示ではプリズム）のような透明な物体に光が当たると、物体の表面で一部ははねかえり、残りは物体の中をまっすぐ進みます。このように光がはね返ることを光の「反射」と言います。また、透明な物体に光が入るときと出るとき、光の進む向きが変わります。これを光の「屈折」と言います。屈折の角度は、物体の種類や、光の波長によって決まります。

光が物質の中を通り抜ける速度は、物質の種類によって異なります。これは「屈折率」という物質ごとの性質によって決まります。ある物質に光が斜めに入り、光の速度が遅くなったり、速くなったりすることが、光の向きが変わる理由です。

二人三脚や、もっと人数の多い20人21脚をイメージしてみてください。スタートしてから、1列の全員が同じスピードで走り、同時にゴールを通り抜ければ、列はまっすぐのままです。しかし、ゴールが斜めになっていたら、先にゴールに入った人からスピードが遅くなります。すると、全員がゴールを通り抜けた時には、列が斜めになってしまいます。つまり、進む向きが変わってしまうということです。これが、光の速度が変わることで光の向きが変わるしくみです。

太陽の光をプリズムに通すと、虹色に見えます。これは、さまざまな波長（色）を含む光が、プリズムで屈折したとき、波長（色）の違いによって屈折する角度が少しずつ違うために起こる現象です。