【自由研究におすすめ】画用紙の上に虹をつくってみよう!気象予報士が教える天気の実験

夏休みの自由研究やおうち時間に、家の中で手軽に楽しめる天気の実験はいかがでしょうか。今回は「画用紙に虹を作る実験」を、気象予報士の酒井千佳がご紹介します。ぜひお子さんと一緒にチャレンジしてみてください!

画用紙に虹をつくる実験

雨の降ったあと、太陽を背にすると空に虹が見えることがあります。ここでは部屋の中でも見ることのできる虹を画用紙のなかに作ってみましょう。

準備するもの

・青い画用紙
・クレヨン
・スプレーのり
・ガラスビーズ(直径約0.3ミリの細かいガラス製のビーズ。ネットショップで入手可能)
・大きめのプラスチック容器(画用紙が入る大きさのもの)

まずは青い画用紙にクレヨンで好きな絵を描きます。真ん中に虹を映すスペースをあけて、周りに絵を描いていきましょう。

新聞紙などいらない紙を広げ、その真ん中に画用紙を置きます。今回は大きめのビニール袋を使いました。
少し離れた場所からスプレーのりを画用紙に吹き付けます。紙の表面にまんべんなく均一につけてください。

のりが乾く前にプラスチック容器に画用紙を入れ、ガラスビーズを上からふりかけます。
ビーズはとても細かくて床に散らばるとよく滑るので注意しましょう。落ちた場合は掃除機で吸い取ってくださいね。

紙の上に隙間なくビーズを敷き詰めたら紙を立てて、余分なビーズを落とします。

太陽が頭の後ろになる位置で画用紙を持って見てみましょう。

画用紙の上に、外側が赤、内側が紫の虹が観察できました!

太陽が出ていないときは懐中電灯でも代用可能

太陽が出ていないときは明るいスポットライトでも代用できます。こちらは懐中電灯の光を使って実験したものです。
ライトの光の外側に、ぼんやりと小さな輪のような虹が観察できました。

虹ができる原理とは?

虹は雨上がりの太陽を背にしているときに見られます。このとき、空気中にはたくさんの水滴が浮かんでいます。
無数の小さな水滴に太陽の光があたると、光は水滴の表面で屈折し、水滴のなかで一回反射、さらにもう一度屈折して水滴から出ていきます

この屈折する角度は、「光の波長」によって違います。太陽の光は白っぽく見えますが、実は波長の違ういろいろな色の光が混ざったもので、屈折することで色の光に分かれます。
虹は空気中に漂う水滴によって「赤、橙(だいだい)、黄、緑、青、藍、紫」の7色に分かれて、虹として見えるのです。


今回ご紹介したガラスビーズを使った虹の実験では、ガラスビーズが水滴と同じ役割をしています。光がビーズによって屈折することで、虹を見ることができました。

虹が見えやすいのは太陽が傾く朝と夕方

虹は太陽を背にして立ったとき、太陽光の進む方向から42°の角度に現れます。つまり、太陽が高いところにあるときはあまり見られません。
見えやすい時間帯は、太陽がかたむく朝と夕方です。また、夏より冬の方が太陽高度は低いのですが、空気が乾燥する季節ですので、実際には夏の方が見る機会は多いかもしれません。
夏は夕立が起こりやすい季節。夕方に雨が止んで急に晴れることも多いので、そんなときは虹を見られるチャンスです。太陽と反対の低めの空を観察してみてくださいね。

気象予報士|酒井千佳
フリーキャスター、気象予報士、保育士。
京都大学 工学部建築学科卒業。
北陸放送アナウンサー、テレビ大阪アナウンサーを経て2012年よりフリーキャスターに。
NHK「おはよう日本」、フジテレビ「Live news it」、読売テレビ「ミヤネ屋」などで気象キャスターを務める。
現在は株式会社トウキト代表として陶芸の普及に努めているほか、2歳からの空の教室「そらり」を主宰、子どもの防災教育に携わっている。

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