虹の仕組みをわかりやすく解説!ポイントは4つの豆知識

出産・子育て

雨上がりの空に見えるきれいな虹。皆さんは実際に見たことがありますか?私はほんの数回しかありません。

娘も虹が大好きで、よく絵に描いたりはしていますが、実物を見てもきょとんとしています。

いろいろな条件が整わなければ見ることができないイメージの虹ですが、一体どのような仕組みで虹が見えるのでしょう?

今回は子どもにも教えてあげることを前提に、虹について調べてみました。

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太陽の光と色

まず前置きとして太陽の光と色についてご紹介しておきたいと思います。

太陽光は白色ですが、水滴の中を通って出てきた光は色ごとに分かれていて、これが虹色のもとになります。

光はまっすぐ進んでいるように見えますが、実は波のように進む性質を持っています。この波の山と山の間を波長といい、この波長の違いが私たちには色の違いとして見えているのです。

波長の長い光は赤色系、波長の短い光は青色系です。

絵の具の色は、混ぜれば混ぜるほど黒に近づきますが、光の色は全て混ぜるとになります。

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虹とはいったい何?

虹は太陽とは反対側の空にかかる7色の光のアーチです。

外側から赤・橙・黄・緑・青・藍・紫という順にグラデーションを描きます。

よく見てみると虹の内側は白色で明るく、外側は少し暗くなっています。

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虹ができる仕組み

先ほどもお伝えしたように、太陽の光は実は7色の光でできています。

虹ができる為には、この太陽と反対側の空に雨粒などの水滴がたくさん浮かんでいる必要があります。光は水滴の中へ入射し、中で反射した後、再び外へと出て行きます。この時に2回、光の進路が曲げられます。これが屈折です。

1度目は光が水滴の中に入る時、2度目は水滴内を進んだ光が外へ出る時です。これらの、水滴の中を通ってきた光は赤から紫へ色が分かれます。

赤ならば42°、紫なら40°という具合に水滴の中で屈折する角度が色ごとに違う為、太陽からの光がその角度になった時だけ、水滴にそれぞれの色が見られます。

そして、見る人の目に当たったそれぞれの方向からの色が重なり合って、虹が現れます。

つまり、虹は太陽と水滴と自分の位置関係によって見えるかどうかか決まるのですね。見る人が移動すると、虹が見える場所も変わります。

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いろいろな虹

虹にもいろいろな種類があります。どのようなものがあるでしょうか?

主虹(しゅにじ)・副虹(ふくにじ)

虹が二重に見えること。1つの虹は赤〜紫と普通の虹と一緒(主虹)なのですが、もう1つの副虹は色の順が紫〜赤と主虹とは逆の順で見えます。

株虹

雨の降っている場所が一部分だけだと、虹はアーチにはならずにその部分だけに小さく虹が見えます。

白虹

虹は雨粒だけではなく、雲や霧の中にある水の粒によって見えることもあります。雨粒より粒の大きさが小さいため、光が曲がって重なり合い白っぽくなります。

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子どもに虹を教えるときどう伝えたら良い?

ここまで虹の仕組みについてお伝えしてきましたが、意外にも虹はシンプルな原理でできているのだなと驚きました。

キーワードは雨の粒太陽の光と色屈折だったのですね。

これらを子ども向けに噛み砕いた場合、次のような説明ができると思います。

雨上がりの空に虹がかかるのをテレビや絵本でみたことがあるよね。

雨があがったばかりの空気のなかにはたくさんの水の粒がフワフワ浮いているの。

その水の粒に、太陽の光が当たって跳ね返って来るの。その跳ね返ってきた光が虹に見えるんだよ。

太陽の光は、いろいろな色の光が混ざっているの。水の粒に当たって跳ね返ってきた光は色ごとに分けられて、7つの色に並ぶんだよ。これが虹の7色なんだね。

外側から赤、オレンジ、黄色、緑、青、藍色、紫の順なの。

そして、太陽の光が水の粒に当たって跳ね返ってくる方向は大体決まっているの。太陽の場所が低いほうがよく見えるから、虹は雨があがった朝や夕方によく見えるんだって。

お日様に背を向けて立つと、私たちの正面に虹が見えるんだって。

虹にはいろいろな種類もあるんだよ。

今度雨が降った後にお日様が出ていたら、見てみようね!

このように伝えてあげると、屈折という難しいワードを使わなくても虹を理解してもらえるのではないでしょうか。

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虹の仕組みまとめ

機会があれば、雨上がりの後実際に外に出て虹を探してみると良いですね。朝や夕方の雨上がりの晴れた空が虹を見る絶好の機会!大人も楽しめそうです。

子どもの好奇心をワクワクで満たしてあげられると良いですね!

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