子どもは、かげを説明できるようになるよりずっと前から、かげに気づいています。かげは道を歩くあとをついてきて、夕方には長くなり、雲の下では消えてしまいます。「どうして？」は、とてもよい問いです。言葉で答えるより、実験で答えてみましょう。
この記事では、4〜11歳くらいの子どもに向けた、光とかげの実験をまとめました。用意するのは、かい中電灯と、家にあるものを少し。あとで棒と太陽の光も使います。どんな実験でも同じ習慣を大切にします。まず予想して、やってみて、何が起きたかを説明する。
用意するもの
- かい中電灯。 スマートフォンのライトでも、小さな電気スタンドでもかまいません。
- うす暗い部屋と、テーブルかあいているゆか。 まっ暗でなくても大丈夫です。
- いくつかのもの： 木かプラスチックのつみ木、人形、水を入れたコップ、すき通ったペットボトル、クッキングシート1まい、ボール紙1まい、スプーン。
- かげの先に目じるしをつけるテープ、 または、えんぴつと紙。
明かりをつける前に、ルールが1つ。かい中電灯はものに向けて、人の目には向けません。
長いかげ、短いかげ
つみ木をゆかに立て、少しはなれたゆかに、つみ木へ向けてかい中電灯をねかせて置きます。つみ木のうしろのかげを見ましょう。そして子どもに予想してもらいます。「かい中電灯を高く持ち上げたら、かげは長くなるかな、短くなるかな？」
それから光をゆっくり動かして、いっしょに見てみましょう。
| かい中電灯の場所 | かげのようす |
|---|---|
| 低い、ほとんどゆかの上 | 長い。つみ木のうしろに遠くまでのびる |
| 半分くらいの高さ | 短くなる |
| 高い、つみ木のほぼ真上 | とても短い。つみ木の足もとにあつまる |
| 左へ動かす | かげは右へふれる |
ここから、2つのことが分かります。かげはいつも、光とはんたいがわにできる。 そして、光が低いほど、かげは長くなる。 かげの先にテープをはって目じるしにしたら、子どもに、かげがおうちの方の選んだ目じるしまでとどくように、かい中電灯を置いてもらいましょう。こうして反対から考えるのはむずかしく、考え方が本当に分かったかどうかがはっきりします。
かげとは、何かがじゃまをして、光がとどかない場所のことです。こうたずねてみましょう。「かい中電灯に見つからないように、どこにかくれる？」子どもは、この説明を自分で見つけることがよくあります。
どんなものが光を通す？
ものを6〜8こ集めて、ためす前にいっしょに3つの山に分けます。
- 光が通る： むこうがはっきり見えます。水のコップ、すき通ったびん、ビニールぶくろ。
- 光が少し通る： 光は通りますが、むこうはぼんやり見えます。クッキングシート、ティッシュペーパー、うすい布。
- 光が通らない： つみ木、ボール紙、本、スプーン。
つぎに、ものを1つずつ、かい中電灯でてらして、かげを見ます。こいかげ？ うすいかげ？ ほとんどない？ かげが意外だったら、そのものを別の山にうつしましょう。
水のコップは、人気になることが多いです。かげはうすく、中にたいてい明るい点や線が見えます。水が光の一部をあつめるからです。むこうが見えるのに、どうしてコップにかげができるのかを、子どもにたずねてみましょう。答えは、すき通っているものも、光を少しは止めるから、です。
つづけて、こんな質問もよいでしょう。「部屋は明るいまま、外から中が見えないカーテンには、どれを使う？」まん中の山に、きゅうに出番ができます。
かべの上のかげ絵ショー
子どもがかげの動きをつかんだら、ショーをさせてあげましょう。ボール紙でかんたんな形を切りぬき、棒にテープでとめて、何もないかべや白いシーツの前で、かい中電灯の光にかざして動かします。
いま学んだことを使うチャレンジです。
- 大きなかげを作る： 形をかい中電灯に近づけると、かげが大きくなります。かべに近づけると小さくなります。
- 色をつける： 形に穴をあけ、色のついたすき通るプラスチックやうすい色紙をテープでとめます。通りぬけた光に色がつきます。
- 手のあやつり人形： 2本の指で耳を作ったうさぎは、いつも人気です。
庭の日時計
晴れた日には、実験を外に出します。太陽がかい中電灯になります。
- まっすぐな棒を地面にさします。または、日の当たるまどべで、紙の上のねんどのかたまりに、えんぴつをまっすぐ立てます。
- 朝、かげの先を小石やチョークの線で目じるしにします。
- 1時間おきくらいにもどって、目じるしをふやします。時こくを紙に書くか、声に出して言って、小石がどこにあったかを子どもにおぼえてもらいます。
- 見に行く前に、毎回たずねます。「こんどはかげはどこにあるかな？ 長いかな、短いかな？」
午後には、おうぎのようにならんだ目じるしができます。太陽が空を動くので、かげも動き、太陽がいちばん高いお昼ごろに、いちばん短くなります。つみ木の真上に高く持ち上げたかい中電灯と、同じ考え方です。つぎの日、目じるしをつけた時こくに、かげが同じ小石の上に来るかどうか、たしかめてみましょう。来たなら、子どもは1本の棒から時計を作ったことになります。
みんなに、見るのはかげで、太陽ではないことを伝えましょう。太陽を直接見てはいけません。
Dologiの「くうかん」には、「ひかりの すじ」と「かがみを まわそう」のパズルがあります。かい中電灯の光を目でたどり、かがみが光をどこへ送るか、どんなものが光をさえぎるかを見つけます。光がどこへ行けて、どこへ行けないかを考える同じ作業を、小さなステップで練習できます。
まとめ
- かい中電灯、つみ木、うす暗い部屋があれば、かげは光とはんたいがわにでき、光が低いと長くなることが分かります。
- ものを、光を通す度合いで分けて、山ごとにかい中電灯でためします。
- かべの上のかげ絵ショーは、ルールを遊びに変えます。光に近づくと、かげが大きくなります。
- 日なたの棒は日時計になります。1時間ごとにかげに目じるしをつけ、つぎの目じるしを予想し、太陽そのものは決して見ません。
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