関係者が答え、北京の夜空に現れた「謎の光輪」はこうして誕生したのだ〜

北京冬季オリンピック・パラリンピックの開会式と閉会式の照明監督である沙暁蘭氏は、11日夜の「神秘的な開口部」は、実は私たちの鳥の巣のボウルの上部にあるビームライトによってもたらされた効果であると答えた。その背後にはどのような科学的原理があるのでしょうか?解釈を見てみましょう。

3月11日の夕方、北京の上空に謎の輪が現れた。

状況を知らない国民は非常に混乱しています。何が起こっているのでしょうか? ！ビジョンを持って生まれた？エイリアンの宇宙船？ ...誰が合理的な説明ができるでしょうか?

その真相は、なんと冬季パラリンピック閉会式のリハーサル風景だった！ @中国天气によると、この開口部は実際には鳥の巣の光が雲に当たって形成されるそうです。

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「不思議な絞り」はどうやって形成されるのか？

気象専門家は、11日は曇りで雲が厚く反射率も高かったため、地上からの強い光が空に照らされて雲に当たり、この「現象」が起きたとしている。

北京冬季オリンピック・パラリンピックの開会式・閉会式の照明監督、沙暁蘭氏：メイン会場の鳥の巣では、直径約55メートルの円形の視覚シンボルを使用しています。皆さんもご覧になってお気づきかと思いますが、このメインビジュアルは照明デザインも含め、映画全体を通して流れています。

11 日の夕方の「不思議な開口部」は、実は私たちの鳥の巣のボウルの上部に照射されたビームライトによって作り出された効果でした。 240本のビームライトを設計し、光の「同心円」を表現することで、「ダブルオリンピックシティ」の記憶をこのように残していきたいと考えています。

いわゆる「開口現象」は、主にその夜の雲が比較的厚く湿気が多く、光の反射率が高く、地上からの強い光が空に照らされて雲に当たり、肉眼で見える開口ができたためです。

同時に、別の角度から見ると、鳥の巣の光が空に向かって輝く円錐状の光柱も見ることができます。これは実際に私たちがよくティンダル効果と呼んでいるものです。光は直線的に進むことは周知の事実であり、視覚とは光が物体から人間の目に反射する過程です。光が私たちの目に反射または散乱されなければ、形成された物体を見ることはできません。

しかし、霧の日や雨の日など、中程度の大きさの粒子が空気中に浮遊している場合は、コロイドを形成します。光がそのような空気を通過すると、チンダル効果によって光に形が与えられます。これは、私たちが目にする鳥の巣の上の光線の効果でもあります。たとえば、パフォーマンス中に照明効果をより目立たせるためにスモークマシンを使用します。これも同じ原理です。

同様に、天気が晴れているときは、空に輝く光は反射されず、開口部を形成することはできません。実は、半年近くテストをしていたのですが、数回のリハーサルや初日の夜には同じような気象条件は発生しなかったため、誰もが気付かなかったのです。最終公演前に発表できるのもとても貴重な偶然です。

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ティンダル効果 - 写真の「イエスの光」

では、チンダル効果とは何でしょうか?その原理は何ですか? 「チンダル効果」は、写真の世界では「イエスの光」とも呼ばれ、光線がコロイドを通過すると、入射光の方向の側から明るい「光路」が観察される現象を指します。これは光の散乱または乳光現象とも呼ばれます。

具体的には、光は空気中や水中を伝搬することができますが、純粋な空気中や純粋な水中を伝搬する場合、光の伝搬経路は側面からは見えません。空気と水が汚れると、光の道が見えるようになります。

可視光の波長範囲は400nm～700nmです。空気中や水中に波長よりもはるかに大きい粒子が存在すると、光の反射が起こり、これらの粒子を見ることができます。浮遊粒子の直径が波長よりも小さい場合（1nm～100nm）、反射されずに散乱します。つまり、入射光の電磁波によって粒子内の電子が入射光波と同じ周波数で振動し、粒子自体が新たな光源のように動作して、入射光と同じ周波数の光波をあらゆる方向に放射します。

散乱の結果、ほとんどの光は通過しますが、側面から明るい「経路」も見えます。このチンダル散乱条件を満たす分散系はコロイドと呼ばれます。

溶液中の溶質は、直径が 1nm 未満の分子またはイオンの形で存在するため、溶液にはチンダル効果は発生しないことに留意してください。したがって、チンダル効果はコロイドと溶液を区別するために一般的に使用される物理的方法です。

3月11日の夕方、冬季パラリンピック閉会式のリハーサルで放たれた強い光が、空気中の霧やほこりを「通り過ぎて」街の上空に投影され、厚い雲に遭遇したとき、誰もが目にしたいわゆる「謎の輪」を形成した。

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人生におけるティンダル効果

早朝、深い森の中では、枝や葉の間から光の筋が輝いているのがよく見られます。この自然現象はチンダル効果とも呼ばれます。

出典: Tuchong Creative

これは夜間は気温が低く、水蒸気が空気中の塵と接触して水滴に凝縮するためです。朝、空気はコロイドのような物質を形成します（さらに水蒸気が凝縮すると霧が形成され、霧がコロイドであることは明らかです）。空気中の塵と相まって、日光にさらされるとチンダル効果が起こりやすくなります。したがって、雲、霧、煙もコロイドですが、これらのコロイドの分散剤は空気であり、分散媒体は小さな塵や液滴です。

イエスの光

出典: Tuchong Creative

チンダル効果としても知られるイエスの光の形成は、大気中の霧や塵に基づいています。太陽の光が降り注ぐと、光の線がはっきりと見えます。さらに、太陽は広い範囲に光を放射するため、下に投影されるのは少しの光ではなく、壮大な絵全体になります。このような光は、風景に神聖な静けさの感覚をもたらします。

（出典：人民日報総合、WeChat公式アカウント「物理王先生」、北京日報、経済情報ネットワーク）

制作：サイエンス・セントラル・キッチン

制作：北京科学技術ニュース |北京科学技術メディア

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