雪の日の話題：２: かかしさんの窓

２０１６．１．１８
門扉の柱のてっぺん。雪が解けかかっているのですけれど。
上は「白」くて、下は「透明」。
白い部分は雪の結晶がまだありますので、光を反射します。で、白い。
溶けかかった水がしみた部分では、雪の結晶の間を水が埋めている。
氷と水では少し屈折率の差はありますが、さほど大きな差ではない。
そうすると、入射した光は多少屈折で曲がりながらも中へ入っていってしまう。
それが透明感ですね。極端なコントラストがつくと、濡れた部分は黒く見えることになりますが、そこまでは行っていない。｛サムネイルのまま遠くから眺めると、水を含んだ部分は黒っぽく見えますね。｝

★無色透明な物質を粉末にすると、「白く」見えます。
昔、生徒実験で、透明なガラスを注意深く粉砕して粉末にさせたことがあります。
白い粉になることに驚いていました。
さらに、この白い粉を試験管に入れ、水を注ぐと、ほとんど見えなくなるのです。これも驚いていました。
ガラスと水の屈折率が比較的近いせいです。
太い試験管に、水とベンゼンを入れ、ガラス棒を通したシリコン栓で蓋をします。ベンゼンをかがせたくないのでしっかり蓋をします。そうすると、水の中のガラス棒は何とか見えるのに、ベンゼンの中のガラス棒はほとんど見えなくなるので、これまたびっくり。ガラスとベンゼンの屈折率がほぼ等しいせいです。
屈折率の高い物質ほど粉末にしたとき白く見え、水や油の中でも白さを保てます。
白いレジ袋はポリエチレンの中に二酸化チタンの粉末を入れたものです。二酸化チタンはダイアモンド並みに屈折率が高いのでポリエチレンに練りこんでも白さが保てるのです。
もしダイヤモンド粉末が安く使えたら、高性能の白色顔料になりますよ。

１．２５
雨戸を閉めようとしたら、低い陽射しがイチョウの裸木を横から照らしていました。

空をみると、一つの雲が白と黒になっていました。
太陽光は雲の中の水か氷の粒に反射して散乱されますが、雲の縁は薄いのでちょっと散乱されて光が外へ出てくるので「白く」見える。
雲の厚い部分では、散乱されながら光はどんどん中へ入ってしまって外へ出てこない。だから「黒く」見える。