風呂の湯加減を確認する時に手を入れたら、指が少し上に近づいて短くなって見えます。コップに飲み物を入れて、ストローを入れたら上に折れ曲がって見えます。茶碗にコインを入れて斜めから見ると見えない角度であっても、水を入れると浮き上がって見えるようになります。
夏の暑い時期に、遠くの方に蜃気楼（しんきろう）を見ることがたまにあります。ユラユラしながらも見えない風景が空中に漂って見える現象です。蜃気楼は、地表面の近くの温度が急に下がり、熱い空気の上に現れます。これは熱い空気中の分子間の距離は、冷たい空気中の分子間の距離が大きく、光はより速く進むことでこの現象になるのです。
蜃気楼と虹は、何か共通点がありそうです。虹の場合は、水滴の中で太陽光が屈折してさらに反射して分解することで、七色に見えるものです。水と空気の違いはありますが、空一杯のキャンバスに自然が大きな筆で描く様は、いずれも壮大さを感じます。
虹という字は、空をつらぬく大蛇の一種とみられたことに由来するようですが、蜃気楼の「蜃」という字は、辰年の辰（たつ）と虫でできています。蜃気楼は、空中にただよう竜を想像したと思われますが、漢字を考えるにも何かロマンを感じます。
光の反射と屈折を上手く使えば、魔法瓶の湯がどれくらい入っているかが液面計ですぐにわかります。ストーブの灯油を注ぐ時にも、液面計を頼りにしています。ゴボゴボという音だけを頼りにして注いでいると、あふれ出してしまうことになります。
反射や屈折は、光波や音波が水やガラスなどの物体に入る時に、その境の面で進む向きが変わることです。入射角と同じ角度で一部が同じ角度で出ていくのが反射といい、屈折は字のごとく折れ曲がることです。液面計で液量を確認する場合、光の反射を利用します。
反射ガラスの筒の中に見える背景は、液がない時は白っぽいですが液があると反射しないので、暗い色に変わることでどこまで入ったかわかります。魔法瓶の場合は、液面計の斜めの線が太く見えるようになるのでわかります。反射や屈折したもので見える錯覚や虚像は、実際のものと違いますが原理を知ると便利な道具になります。
ちなみにテッポウウオが水中から木の葉などにいる昆虫を水鉄砲の要領で見事に撃ち落として食べていますが、これも屈折はあるものの自分で補正しているようです。個人差もあるようです。何事も訓練次第のようで、少し嬉しくなりました。
図１． 液面鏡の液量判定は、光が反射するかしないかです
図２． 凹レンズの眼鏡も屈折を利用しています
