CDはレンズではないが光を当てると大きく虹を投影?

質問

次のURLのように、懐中電灯の光をCDにに当てると、大きな丸い虹が反射されるのはなぜですか?
http://science.wao.ne.jp/experiment/recipe.php?contents_no=50294

CDはレンズではないから、懐中電灯のレンズで光が広がって出てるのでしょうか

回答No.5

takochann2 · ベストアンサー

夏休みの自由研究でしょうか？
A1、半径が短いペンライトについては放射状に広がる光では入射光が平行でないのでうまくいかないものと想像します。距離角度を変えるとうまく虹あるいはたまたま周期の一致した単色が見えたりするかもしれません。なるべく遠くから入射するのがコツとだと思います。確認しますので時間をください。ＬＥＤ光は波長が少ないのでどうやっても虹にはなりませんのでご注意を。
A2。反射型ですからラベルは関係ありません。ＣＤの凹凸面は金属が蒸着されていてその面で反射するので裏面のラベルは関係ないです。
Ａ３、その通りです。遠くを照らすと明かりが広がるのは平行光ではないからです。コップの影が遠くで広がっているのも同じ理由です。

補足

夏休みの自由研究です。LEDだったので別のライトを探してやってみます。自分でも試してみるのでいったん質問は締め切ります。ありがとうございました！

回答No.4

ohkawa3

回答(1)再出
どうやら、虹の出やすいCD盤と虹の出にくいCD盤があるようです。
音楽CDだけでなく、データ記録用CD、DVD、Blurayなど、お手元にあるメディアを片っ端から試してみてください。
懐中電灯の口径は、たぶん大きな影響はないと思います。

データを記録している線の間隔が関係していると想像しています。

回答No.3

takochann2

虹は空中の無数の水滴で光が屈折反射して、その際は庁による屈折率の違いで虹ができます。CD虹も同様に無数の微小なCDの溝で光が屈折反射する際に虹ができます。水滴かCDの溝かの違いだけで原理は同じです。
普通の虹は地面からみるので虹が地面にかかって見えないだけで、良い角度（空の上から）だと巨大なまるい虹になります。「まるい虹」でググってみましょう。

補足

ご回答ありがとうございます。
追加でお聞きしてもよろしいでしょうか？

１）半径が短いペンライトしか自宅になく、それを使ってやってみたのですが、まるい虹を作ることができませんでした。
質問の参考URLにあるように、CDの半径と同じぐらいの大きさの懐中電灯でないと丸い大きな虹は作れないのでしたらその理由はどうしてか知りたいと思います・・・

２）参考URLでは光を照らしている人の後ろに丸い虹ができているので、光が反射して虹ができていると理解しました。透明のＣＤではなくラベルが貼ってあるＣＤでも問題がないか知りたいです。※自宅にはラベルのあるＣＤしかありません。参考ＵＲＬの動画では透明のＣＤを使っているように見えます。

３）懐中電灯の光はまっすぐ向かっていて、扇のように広がっていない、という認識は正しいでしょうか？たとえば、コップに光を当てるとその影が大きくなるのは光がコップに入って回折のためその影が大きくなるということでしょうか？

回答No.2

Ligandable

ohkawa3様揚げ足をとる形ですみません　通りすがりの者です
＞細かな線が同心円状に等間隔で並んでいる
　このご表現は正しいのですが、添付の図はCDのものではなく
レコードか１９９０年代に流行したファミコンのクイックデスクの
構造です。　　　　しかしよく描かれたな・・・と思いましたら、
参考URL先の図だったのですね ^^;

＞ 光の回折現象によって光が虹色に分解される現象が発生
光が分解されるのではなく、見る角度により波長が強め合う
現象や、打ち消し合い弱めてしまう現象が起こるためです。

　またvalleypond111様 この現象は回析現象（面の裏側からの
透過光）でも説明できますが、構造色（反射光）でも調べて
みませんか？ まずはかいつまんでいますがモルフォチョウの鱗粉
http://www.yoshioka-lab.com/research/rsindex.htm
CD・シャボン玉などの 単層膜干渉
http://www.techno-synergy.co.jp/opt_lectures/about_SColor03.html
　構造色は面白いですよ。　完全合法で見た目１０円金貨や銀貨
紅貨・橙貨なども作ることができます（造幣局に確かめてあります）
試薬は空気です。　　　ではでは

補足

ご回答ありがとうございます。
構造色は知っていましたが、面白いですね！

質問が言葉不足で申し訳ございませんし、
また本当に申し訳ございませんが、
追加でお聞きしてもよろしいでしょうか？

１）半径が短いペンライトしか自宅になく、それを使ってやってみたのですが、まるい虹を作ることができませんでした。
質問の参考URLにあるように、CDの半径と同じぐらいの大きさの懐中電灯でないと丸い大きな虹は作れないのでしたらその理由はどうしてか知りたいと思います。

２）参考URLでは光を照らしている人の後ろに丸い虹ができているので、光が反射して虹ができていると理解しました。だから、透明のＣＤではなくラベルが貼ってあるＣＤでも問題がないか知りたいです。※自宅にはラベルのあるＣＤしかありません。参考ＵＲＬの動画では透明のＣＤを使っているように見えます。

３）懐中電灯の光はまっすぐ向かっていて、扇のように広がっていない、という認識は正しいでしょうか？たとえば、コップに光を当てるとその影が大きくなるのは光がコップに入って回折のためその影が大きくなるということでしょうか？

回答No.1

ohkawa3

CDは、下の図にに示すように、内周から外周に向かう細い軌跡に、光学的にデータが記録されている構造です。大掴みには、細かな線が同心円状に等間隔で並んでいると捉えることができます。このような構造で光が反射する場合、光の回折現象によって光が虹色に分解される現象が発生します。光の回折の原理は、次のURLを参照してください。

光の回折：
https://www.rd.ntt/se/media/article/0018.html

CDの構造：
http://shoujihp.web.fc2.com/kouza/cd/cd.html
https://www.y-discclean.jp/14490266284467

補足

ご回答ありがとうございます。

質問が言葉不足で申し訳ございませんし、
また本当に申し訳ございませんが、
追加でお聞きしてもよろしいでしょうか？

１）半径が短いペンライトしか自宅になく、それを使ってやってみたのですが、まるい虹を作ることができませんでした。
質問の参考URLにあるように、CDの半径と同じぐらいの大きさの懐中電灯でないと丸い大きな虹は作れないのでしたらその理由はどうしてか知りたいと思います。
小さい構造で光が反射するのなら、光の大きさは関係がないと思いますが・・・

２）参考URLでは光を照らしている人の後ろに丸い虹ができているので、光が反射して虹ができていると理解しました。だとしたら、回折現象はどうなっているのかよく分かりません。光がはね返るときに回折するのでしょうか？
ちなみに透明のＣＤではなくラベルが貼ってあるＣＤでも問題がないか知りたいです。※自宅にはラベルのあるＣＤしかありません。参考ＵＲＬの動画では透明のＣＤを使っているように見えます。

３）懐中電灯の光はまっすぐ向かっていて、扇のように広がっていない、という認識は正しいでしょうか？たとえば、コップに光を当てるとその影が大きくなるのは光がコップに入って回折のためその影が大きくなるということでしょうか？