楕円の鏡


周りが鏡でできた楕円形の部屋があったとします.このとき,一方の焦点から出た光は, 周囲で反射して,もう一方の焦点に集まることが知られています. (右図

では,一方の焦点から,あらゆる方向に光を発射して,それがどのように進むかを 見てみましょう.なお,本当の光だと動きが一瞬で終わってしましますので,ここでは,ビリヤード のようにゆっくりと進むようにしてあります.→発射

楕円内の光の反射

神戸市にある青少年科学館には,これを楕円形の水槽で実験する装置があります.

波の伝わりかたが,境界の形状によってどのように異なるかを実験する装置です.(写真1
四角い水槽の上部に楕円形の枠があり,スイッチを押すとこの枠が水面に降りてきます.(写真2
次いで,楕円の左側の焦点の真上にセットされたノズルからしずくが落ち,水面波が広がっていきます.(写真3
水面波は,楕円の周で反射し右側の焦点で集まるのです. この様子は水面を見ているとわかりにくいのですが,底に写った影を見ると大変よく分かります.
この装置には,水槽の底を見るための覗き穴があります.(写真4