なぜ虹は7色なの？
答えは「7色は人間が決めたから」
雨あがりの空にかかる、きれいな虹。「赤・だいだい・黄・緑・青・あい・むらさき」の7色だと習ったよね。でも、もし外国の友だちに聞いたら、「虹は6色だよ」と言われるかもしれないんだ。
まじめに説明しよう。
虹の7色は、人間が決めた。
- 太陽の白い光は、いろんな色の光がまざったもの
- 雨つぶの中で、色ごとに曲がり方がちがうので、色が分かれて虹になる
- 本当の虹は、色の境目がない なめらかな帯。何色と数えるかは、人間が決めている
1白い光は、いろんな色の「まぜこぜ」
太陽の光は白っぽく見えるけれど、じつは赤から むらさきまで、いろんな色の光がまざったものなんだ。
ガラスでできた三角形の「プリズム」に太陽の光を通すと、光が曲がって、虹のような色の帯に分かれる。これを最初にくわしく調べたのが、イギリスの科学者ニュートンだよ。
2空の「雨つぶ」がプリズムになる
雨あがりの空には、小さな水のつぶが たくさん うかんでいる。ひとつひとつの水のつぶが、小さなプリズムの役目をするんだ。
光は水のつぶに入るときに曲がり、つぶの おくで はね返って、出てくるときにまた曲がる。このとき、色によって曲がり方が少しずつちがうので、色がばらばらに分かれて出てくる。
3虹は、太陽を「背中」にすると見える
水のつぶで はね返った光が目に届くので、虹が見えるのは太陽と反対がわの空。だから、朝の虹は西の空に、夕方の虹は東の空に出るんだ。
虹の外がわが赤、内がわが むらさき になるのも、色ごとに はね返ってくる角度がちがうからだよ。
4本当の虹には「色の境目」がない
ここからが、今日の いちばん大事なところ。虹をよーく見ると、赤と だいだいの間、黄と緑の間に、くっきりした線はない。赤から むらさきまで、色はなめらかに少しずつ変わっているんだ。
5何色と数えるかは、国や時代でちがう
境目がないので、「何色」と数えるかは、見る人が決めることになる。日本では7色と教わるけれど、6色や5色と数える国や地域もあるし、日本でも昔は5色と言われていたことがあるんだ。
6「7色」と決めたのはニュートン
虹を7色に分けたのは、プリズムの実験をしたニュートンだと言われている。ニュートンは、音楽の「ドレミファソラシ」の7つの音に合わせて、色も7つに分けたという説が有名だよ。
つまり虹の7色は、自然が決めたのではなく、人間が「こう分けよう」と決めたものなんだ。
霧吹きで、自分だけの虹をつくろう
用意するもの
- 霧吹き（水を入れたもの）
- よく晴れた日の、太陽が低い時間（朝か夕方がおすすめ）
やりかた
- 外に出て、太陽を背中にして立つ。
- 自分のかげの少し前あたりに向けて、霧吹きで細かい霧をシュッシュッと吹く。
- 霧の中に、小さな虹が見えるかな？ 見えたら、何色に見えるか数えてみよう。
おまけ：家族で、それぞれ「何色に見えたか」を言ってみよう。人によって答えがちがうかもしれないよ。
Q1. 虹のいちばん外がわは何色？
こたえを見る
赤。いちばん内がわが むらさき だよ。
Q2. 夕方に虹が出るのは、東と西のどっちの空？
こたえを見る
東の空。夕方の太陽は西にあるので、その反対がわに虹が出るんだ。
Q3. 虹の外がわに、もう1本うすい虹が見えることがある。その虹の色の順番は？
こたえを見る
ふつうの虹と逆（外がわが むらさき、内がわが赤）。水のつぶの中で2回はね返ってできる「副虹（ふくにじ）」だよ。
とうふ博士が 動画で くわしく説明するよ（実験とクイズつき）
光は、水やガラスに出入りするときに進む向きが変わります（屈折）。屈折の大きさは光の波長（色）によってわずかに異なり、波長の短い紫は大きく、波長の長い赤は小さく曲がります。この性質を分散と呼び、プリズムや雨粒で色が分かれる理由です。
雨粒の中で1回反射して出てくる光は、太陽と反対の点（観測者の影の頭の方向）から約40〜42度の方向に集中します。赤は約42度、紫は約40度なので、虹は外側が赤、内側が紫の円弧になります。2回反射した光は約51度付近に暗めの「副虹」をつくり、色の順番が逆になります。
虹のスペクトルは連続しているため、何色と数えるかは言語や文化によって異なります。ニュートンが7色としたのは、音階との対応を意識したためとされています（諸説あります）。
声かけのヒント：「何色に見えた？」と聞いて、答えが人によってちがうことを楽しむと、「自然のものに人間が名前をつけている」という視点が育ちます。
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光の実験は、道具が少なくても楽しめるのが魅力です。プリズムが1つあると、晴れた日の窓辺がそのまま実験室になります。
以上、とうふ博士でした。くずれないうちに帰ります。
