質問: そのメガネを通して見ると一部だけが黒くなるのはなぜ? tvで3dメガネの説明をしていたのですが、 (3dは特に関係ないですが) ダンボールで作った大きなメガネを通して絵を見ると、 不思議なことに絵の一部が真っ黒になって見えなくなるのです。 その一部以外はちゃんと普通に見えています。 そのメガネは決まった位置にきっちりと置くとかじゃなく、 無造作に前に置くだけなのですが、決まった絵の一部が 真っ黒になるのです。 どうなっているのでしょうか?
回答: なるべく基本にそって簡潔に書いてみます。 まず、光と言うのは本質的に電波だということをおぼえてください。 空間を、電気エネルギーの強弱が伝わる現象が、光です。 次に、波が空間を伝わる様子を、頭に描いてみてください。 日常で見る波は、例えば、水が揺れている様子ですね。しかし、それは面です、光の場合は、空間に、立体的に波が作られているのです。 この立体的な波の形を理解するのに、わかりやすい例があります。新体操のリボンです。 リボンを左右に振れば、空中で、リボンが左右の波を描きますね。縦に振れば、縦の波ができます。くるくる回せば、円の波もできますね。 他にも、長いバネを延ばしたり引っ張ったりすると、前後の波が進んで行くのが見られます。 このように、空間には様々な波が飛んでいます。 光も、いろいろな形で飛んでいます。 さて、次に想像してほしいのは、波が物にぶつかったらどうなるか、です。 単純に壁にぶつかれば、跳ね返るか、壁が揺れて、波が消えてしまうかです。 しかし、もし、壁に細長い隙間があったらどうでしょうか。少しですが、波が壁の向こうに通過しますね。 物質にはいろいろな種類、構造がありますから、ちょうど、光の波が通り抜けるような隙間があれば、その物質は、透明に見えるわけです。 反射する物なら白く、吸収する物なら、黒く見えます。 では、もう少し考えて、壁の細長い隙間と、波の関係を探りましょう。 先のリボンの例のように、壁の隙間に紐を通したとして、この紐を振れば、波が見られますね。 もし、隙間と同じ方向に紐を振れば、波は隙間をすり抜けて、向こう側へ行きます。 逆に、紐を隙間と違う角度で振ったら、波は壁にぶつかって消えてしまいます。 わかりましたか? 物質によっては、光の波の向きが決まった方向だけ通るのです。 この性質を使ったフィルターを「偏光フィルター」と呼びます。テレビでご覧になったメガネがこれです。 絵の方も、物質によって光の反射の性質がありますから、波の向きがあります。絵の具の色や、塗り方などで、決まった方向の波を反射しています。 これを偏光メガネで見ると、絵から来る光の波の向きと、偏光の向きで、明るくなったり、暗くなったりするのです。 市販されている安いサングラスでも、「偏光」と書いてある物でしたら、偏光フィルターです。 これを何個か組み合わせて、それぞれ角度を変えて見ると、光を観察できますよ。