締切済み

影について

2004/01/06 20:35

このカテゴリであっているかわかりませんが、影と影を重ねようとして近付けていき、重なるか重ならないかの微妙なところで一方の影から、ぴょこんと小さな影（？）が出てきてもう一方の影にくっつきます。（意味わかりますでしょうか？？）昔から気になっていたことです。文章では分かりづらいですが、ご存知の方、なぜこのような現象がおこるか教えていただけますでしょうか？ちなみに見間違えではないと思います。

hiroyuki24
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科学
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Teleskope
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2004/01/07 07:57 回答No.4

懐かしい！たしか高校の図書室で「新、物理の散歩道」という名著で読んだ記憶がフラッシュバックしました。以下の説明はその記憶のコピペゆえ詳しくはその本で（確か中央公論社刊）。　お約束だが、影のふちがボケる訳は光源(太陽)が点状でないゆえ。例えば；部屋の窓の影が床に映ってるところに頭の影を近づけて実験してみると、１．影が伸びるのはスクリーン(床)に近い方が大きい。２．普通は頭の方が床に近いので頭の方から伸びる。３．窓と同じ位置で試すと両方から伸びる。　床に寝転がって、影がつながってる所に目を一致させて太陽を見ると（実際やることは絶対禁止だが）、窓枠だけがある場合の見え方　　　　　／￣￣＼　　　／見えない＼　　＿│＿＿＿＿＿ │＿＿＿窓のふち　　 │　　　　　　　 │ 　　　＼　見える　／　空　　　　　＼＿＿／　　　　　　太陽頭だけがある場合の見え方　　　　　　太陽　　　　　／￣￣＼　　　／　見える　＼　　空　＿│＿＿＿＿＿ │＿＿＿　　 │　　　　　　　 │　　人の頭　　　＼見えない／　　　　　＼＿＿／　窓だけ、頭だけがある場合は、太陽が半分だけ照らすので影は少し暗いだけなのだが、両者が同時にあると、お互いにうまく半分ずつ隠し合って太陽が全く照らさない。これが正体。（ 0.5×0.5=0.25 的に暗さが濃くなるのではない。まったくの皆既日蝕状態に。）　そして半分ずつでなくとも、6:4と4:6とか 7:3と3:7の所も、同じく全く照らさないので、濃い影が長くつながって見える。　床に近い方が伸びが大きい訳；自分が床に寝て見ている光景を想像すれば、自分に近い方が動きが大きいから、7:3から6:4へすぐ変わる。（文章では書ききれないし斜め線の図は無理なので、やはり掲記の本にあった図を見てください。当時私は夜に電球スタンドに丸い紙を貼って試しましたｗ）

DASS
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2004/01/06 21:58 回答No.3

太陽は遠くにあるから、ほぼ平行な光となって地球に届くと言われています。しかし、太陽にも大きさがあり、直径を比較した場合、地球の１０９倍も大きいと言われています。なので、太陽の右端から来る光と、左端から来る光が平行になっているわけがなく、平行から０．５度ずれた光が地球に届いていると言われています。まずは、太陽光でさえ完全な平行光線ではないことを理解して頂けたでしょうか。次は、このような平行でない光が作る影について説明します。影には、光を完全にさえぎってできている影（「完全影」とでも言っておきましょう）と、そのまわりにあって光が中途半端にさえぎってできている影（「中途半端影」とでも言っておきましょう）があるのです。　　　　　　太　　　　陽（光源）　　　　　　　物体　中途半端影完全影中途半端影「中途半端影」は、外側がうすく、「完全影」に近くなるほど濃くなります。「中途半端影」は、細長い蛍光灯（できれば蛍光灯が１本のスタンドのようなもの）の下に物を浮かせて、物の下に少し離して白い紙をおいて、影をよく見れば見えます。例えていうなら「中途半端影」は、太陽や蛍光灯の右側から来る光はさえぎっているが、左側から来る光はさえぎっていない、というような状態なのです。私たちの目は、「中途半端影」の濃淡の適当なところを影の「境目」だと思っているわけです。先ほども書いたように、太陽光は平行からのずれが０．５度しかありませんし、太陽光は強いので、「中途半端影」が確認しづらいのでしょう（ここは私の推測です）。２つの物体が近づき、２つの「中途半端影」が重なったとき、さえぎられる光が多くなり、目に入ってくる光の量が少なくなるので、「そこに影がある」と認識できるようになるのです。このとき、それぞれの「完全影」がくっついているわけではありません。「中途半端影」が重なってできた『小さな影』が、２つの「完全影」の間に生じるのです。光には、干渉や回折といった現象もありますが、ご質問の現象に対しては、この「中途半端影」が適していると思います。なお、「完全影」「中途半端影」などは、この回答内での説明用の用語です。わかりやすさ最優先で書いているので、科学的には多少のごまかしがあるところ、また、文字だけで説明しきれないところがありますが、そのへんはご容赦下さい。

質問者