夏休みの自由研究：偏光で遊ぼう １
娘も息子も、夏休みの宿題の自由研究は、親と一緒にやったりします。
ちゃっかりしているお抹茶BOYは、自由研究のネタで、工作もカバーします。
今年は、偏光板を使った工作＆研究になりました。
偏光については、適当に検索してくださいね(笑)
子供達には、
「光はいろんな方向に振動しながら進んでいて、太陽光線の中には、
縦の光も、横の光も、ななめの光も、全部混ざっている。
だから、縦長のドアを通れる光も、横長のドアを通れる光もある。
立って走ってくる人と転がってくる人が、縦長のドアや、横長のドアを通りぬけるようなものだから、
縦ドアを通りぬけて来た縦方向の光は、次のドアも縦長なら通れるけれど、
次にドアが真横になっていたら通れない。
だから暗くなる………」
「で、二枚の偏光板の間に、ビニールテープなどをはさむと、
そのビニールテープが光の方向を曲げるので （転がってた人を立たせるとか）
縦と横の組み合わせで通れなかった光が、通れるようになる……」
縦横斜めにセロテープを貼った板を、偏光板に挟んで、偏光板を回転させると、こんな感じになります。
いちばん左が、偏光板に挟んでいない状態です。
多分、実験や研究をする年齢によって、
クロスニコル（偏光板を直交させた状態）から、１０度ずつ回転角度をつけて色の変化を見るとか、
間に挟むテープの枚数で、色の周期性を見るとか、色々やりようがあると思います。
偏光を使った厚さの測定方法もあって、
半導体の分野では薄い絶縁層の厚さを測るのに、偏光を用いていたりします。
つまりは、大学に入っても研究テーマになりうるのです。
抹茶にそんなことをさせてもしょうがないので、
ひとまず自由研究で簡単な説明と実験をしたら、あとは工作です
紙コップの底を丸くくりぬいて、
偏光板やセロテープで書いた絵を貼るのですが、
まずテープを何枚重ねたら、何色になるかというのを調べておきます。
これが図案を作る時の、色決めに使います。
アクリル板にテープをかさねて貼ってゆき、
それを二枚の偏光板に挟んで撮影しておきます。
右の一番上は、偏光板の縦と縦を合わせた時のテープの色です。
空が青いので、その色がちょっと入って、青っぽくなってますが、
テープ一重なら水色、２枚重ねならピンク、
３枚重ねで黄色っぽくなって、４枚だと緑っぽくなりました。
テープの種類やメーカーで、多少違うようです。
もともとピンク色っぽいポケモンなので、
お抹茶は、セロテープを二枚かさねて作りました。
テープの幅が足りないので、体に斜線入ってますが
偏光板に挟んでいない時は、セロテープなので、透明です。
偏光板の縦、メタモン、偏光板の縦をの順に重ねると、
確かにピンクになりました。
そののち、手前側の偏光板だけ回すと、
まわりの色（テープを貼っていない所）が暗くなって、
メタモンは青くなります。
これだけでも、小学校の低学年なら喜んでくれます。
結局、お抹茶はお化けだの星だのたくさん作ってました。
偏光板や偏光フィルムはなんであるか、という話が気になる人はいますか(笑)？
走ってきた人や転がってきた人が通る縦ドアや、横ドアと説明したのは、
あまり外れたものでもなくて、
偏光板の中は、鎖の様な高分子のチェーンが、
一方方向に並んで、揃った状態で入っていたりします。
半透明のカラーテープ（野菜などを縛ってあるもの）を、力ずくでギューンと伸ばすと、
伸びた分、そちら方向に分子が引っ張られて向きが揃ってきます。
正確ではありませんが、模式的に描くと、右の図みたいな感じ。
引き延ばしたテープ二枚を交差する向きに重ねると、同じ方向に二枚を重ねたときより、
ずっと光が通りにくくなり、暗くなります。
簡易な偏光フィルムになっているわけです。
＃正確には、光の振動には、電場成分と磁場成分とがあって、
＃それらは直交して（方向が90度ずれて）います。
＃光の振動を電場成分の方向で説明している場合が多いので、
＃スリットの方向（分子配向）と、直交する電場成分を持つ光が透過する、
＃と、書かれていることがあります。
＃磁場成分の振動とは、平行になっているわけですが………
＃子供が相手なので、この辺はすっ飛ばして説明してました。
他の面白い現象としては、
光が水面で反射すると、振動方向に寄って反射率が違うので、反射光は偏光しています。
偏光サングラスをかけると、反射光を主に消せるのはそのためです。
水面のキラキラだけを透過させないので、水中の魚が見える、という事になります。偏光サングラスをかけて、パソコンの画面を見ると、液晶も変更しているので、
（顔を傾けると）暗くなったり明るくなったりします。
面白いですよ。
偏光フィルムは、もっと安いものもありますが、通販でも見つかります。
偏光板、と検索しても見つかります。一枚200円くらいからあるんじゃないかと思います。
………紙コップのサイズを見てもわかるように、10センチ角もあれば、２セットできます。
＊メーカーによっては薄いビニールが貼ってあるときもあるので、はがしちゃったほうが綺麗です＊
………紙コップのサイズを見てもわかるように、10センチ角もあれば、２セットできます。
＊メーカーによっては薄いビニールが貼ってあるときもあるので、はがしちゃったほうが綺麗です＊
手元に残りがありますので、お子さんの夏休み研究などでちょっとだけ欲しい人、
興味のある人は、ご連絡ください。 いえ、一部の方には、すでに送りつけてしまいました
夏休みが終わったので、オープン記事にしました。
