虹やオーロラ、空をいろどる自然のアートと電気の関係性

虹やオーロラ、空をいろどる自然のアートと電気の関係性

雨上がりの空を見上げると、綺麗な虹がかかっています。この美しい虹はどのようにして作られているのでしょうか。空の現象と電気の相関関係はあるのでしょうか…?


虹が見えるメカニズム

空に映る虹を見る条件には、太陽の光と空気中の水蒸気が大きく関わっています。太陽の光は目ではっきり見ることができませんが(直接、太陽を見ないようにご注意ください)、実は7色の色が混ざっており、その混ざった色が太陽の光になります。この7色の範囲を「可視光線」といい、可視光線の範囲の色までしか人間は見ることができません。

空気中の水蒸気は、普段から目に見えないだけで空気中を漂っていますが、雨が降った時は普段よりも多くの水蒸気が存在することになります。光の性質の中で、水の中を光が通ると光が折れ曲がるという性質がありますが、これはつまり、この水蒸気が太陽の光に反射し、光が折れ曲がることで普段は見えない7色の可視光線が分離し、虹に見えるのです。
厳密には太陽の光を背に50°の位置に立ち、その方向から42°の角度で空に見えるので、空に虹が見えていても場所を変えたりすると急に見えなくなるのは角度の影響といえるでしょう。

綺麗な虹を見たい場合は、雨上がりの晴天で空を見上げてみてくださいね。

虹を人工的に作ってみよう!

虹は条件が整った時に空に見える自然現象のひとつですが、人工的に作り出すこともできるのです。必要なものは次の3つ。

やや丸い形状の空のペットボトル(1.5リットルサイズがベスト!)
白い紙(白い壁でも可)
懐中電灯

まず、ペットボトルに水を満タンまで入れ、部屋の電気を消して暗くします。次に、ペットボトルの裏に紙を置いて(壁の場合は壁の近くにペットボトルを置く)対角の状態から、ペットボトルに向かって懐中電灯で光を当ててください。
その時に懐中電灯の高さや左右に動かしたりして、角度を調整しながら光を当て続けると、紙にうっすら虹が出現します。

オーロラのメカニズム

虹の現象に少し似ている「オーロラ」は、実は電気と密接な関係があります。地球の北極はS極、南極はN極ですが、太陽からの太陽風に乗ってプラズマ電子が飛んできます。その電子が大気中の原子や分子と衝突すると発光し、さまざまな色で光ります。この現象を「オーロラ」といいます。

おもに北極や南極に電子が引き寄せられるので、地球のどこでも見える訳ではなく、見える地域は限定されます。オーロラを見る条件は大きく分けると次の3つです。

●太陽活動の活発化
太陽の活動が活発になれば、それだけ多くのプラズマ電子が地球に飛ばされるので、オーロラは発生しやすくなります。

●天気が良い
当たり前ですが、雲が多いと、いくら太陽風が多くてもオーロラは雲で隠れます。そのため、天気が良い日、できれば雲ひとつない晴天が好ましいです。

●オーロラ発生が多い地方
先程オーロラが見える地域は限定されると伝えましたが、厳密にはオーロラベルトといって、プラズマ電子を引き寄せやすい地域があります。
主に北欧やカナダ、アイスランドなどが適していると言われており、それらの国ではオーロラ鑑賞ツアーなども良く開かれています。

まとめ

電気を活用することで虹を見たり、オーロラが電子と原子、分子に影響があったり、私たちの生活で身近な電気が直接的な関係はありませんが、虹やオーロラに深く関わっていることがわかったのではないでしょうか。毎日変わる空の色、少し見上げて観察してみましょう。

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kiki

2児のパパ。主に資格取得を目指す方に向けて攻略記事を、他には案件の紹介、ジャンルを問わない雑記記事を書いています。

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