自由研究は【雲】をテーマにしよう!家庭で出来る実験3選とまとめ方 - cocoiro(ココイロ) - Page 2

カラフルな雲を作る実験

準備するもの

  • 炭酸水 500ml
  • ペットボトル 1本
  • 黒の荷造り用粘着テープ
  • 黒の画用紙 A4サイズ 1枚
  • ペットボトル用フィズキーパー 1個※フィズキーパーとは、炭酸が抜けるのを防ぐために容器内に空気を送り込む器具です。
  • 懐中電灯

やり方

  • 実験前の準備

①下敷きに黒の粘着テープを貼りつけ、直径3.5cmの円を描いて切り取る。切り取ったものをペットボトルの中央に貼りつける。

(参照元:カラフルな雲 工作の手順|NGKサイエンスサイト

②黒の画用紙を10×14cm の大きさに切る。その中央に直径6.5cm の円を描き、切り抜く。

(参照元:カラフルな雲 工作の手順|NGKサイエンスサイト

③ペットボトルに貼った丸い黒の粘着テープを中心にして、丸くくり抜いた黒の画用紙を貼りつける。丸い黒の粘着テープが、黒の画用紙の円の中心にくるようにする。

(参照元:カラフルな雲 工作の手順|NGKサイエンスサイト

④ペットボトルのキャップを外し、代わりにフィズキーパーを取りつける。

(参照元:カラフルな雲 工作の手順|NGKサイエンスサイト

  • 実験のやり方

①準備したペットボトルについているフィズキーパーを使い、ペットボトルの中の空気圧を高める。

(参照元:カラフルな雲 工作の手順|NGKサイエンスサイト

②暗くした部屋の中で懐中電灯をつけて机の上などに置く。ペットボトルの粘着テープが貼ってある方を懐中電灯に向けて光を遮り、その周りを見るようにする。

(参照元:カラフルな雲 工作の手順|NGKサイエンスサイト

③フィズキーパーのロックを一気に開放してペットボトルの中の空気を抜くと、中に色がついた雲が現れる。

(参照元:カラフルな雲 工作の手順|NGKサイエンスサイト

送り込む空気の量や空気の湿り具合などによって見え方が変わってくるので、さまざまな状況で試してみましょう。

カラフルな雲が出来る仕組み

  • カラフルになったのは光の性質を利用したため

光には、障害物の後ろ側に回り込むという性質があります。さらに、障害物の大きさが光の波長に比べて小さいほど、回り込みが大きくなります。

この光の性質により、太陽の光のようないろいろな波長(色)が混ざった光が障害物に回り込むと、虹のように色が分かれることがあります。

今回の実験では、水の粒子の大きさが比較的揃っているところに太陽の光が通ることで光が回り込み、色がつきました。

  • ペットボトルの中の雲に色がついた理由

ペットボトルに空気を押し込んで急に開放すると、急に中の空気の温度が下がり、含まれていた水分が細かな粒子に変わります。

この水分の粒子によって光が後ろ側に回り込むため、ペットボトルの中で作った雲に色がつくという現象が起きます。

参考
カラフルな雲|NGKサイエンスサイト