コインが水中で位置が変わる理由｜屈折と視覚の仕組みを解説

コップの底に置かれたコインが水を注いだ後、観察者が近づくとコインが元の位置より低く見えるという現象について、この記事ではその原因を物理的な視点から解説します。

光の屈折と視覚の仕組み

この現象の背後にあるのは「光の屈折」です。屈折とは、光が異なる媒質（例えば空気と水）の境界で進行方向を変える現象です。水の中のコインから出た光は水から空気に出る際に進行方向が変わり、その結果、コインの位置が異なるように見えます。

水の屈折率は空気よりも高く、これにより水面を通過した光が進行方向を大きく変えます。観察者が水面に近づくと、光が水から空気に抜ける際の角度が変化し、コインの位置が実際よりも低く見えることになります。

例えば、透明なコップに水を注ぎ、底にコインを置いて見ると、コインは実際にはコップの底にあります。しかし、コップを通して水の屈折の影響を受けた光を観察者が目にすることで、コインは実際よりも低く見えるのです。この現象は水の屈折率によるもので、視覚的にはコインが水面下にあるように感じられます。

観察者がコップに近づくことで、視線の角度が変わります。これにより、光が屈折する角度も変わり、コインの位置がより低く見えるようになります。逆に観察者がコップから遠ざかると、コインが元の位置に近づいて見えることがわかります。

この現象は、光の屈折という物理的な原理によって説明されます。水の中に置かれたコインを観察者が近づけたり遠ざけたりすることで、屈折角が変化し、コインの位置が実際よりも低く見えることになります。この視覚的効果を理解することで、日常の中でも屈折現象を身近に感じることができるでしょう。