「梅雨明け十日」とはうまくいったもので、猛暑の中、本学での恒例の中学生向けの実験教室も終わり、化学だいすきクラブ系のイベントも一段落である。2017年からこの時期にポリビニルアルコール（PVA）を題材に実施していて、去年終わったときに「来年は新作で・・」なんて考えていたが、案の状今年もほぼ同じ内容での実施となった。以前の記事に書いた通り、PVAは化学的にも物理的にもとても教育的であり、高分子微粒子合成における分散剤として不可欠な高分子でもあり、自分にとって2番目に好きな高分子である。この高分子を使っての実験であるが、大体の実験内容は下記の通りである。
１．高分子鎖の1,2-グリコール単位の過ヨウ素酸による選択的酸化分解（詳細はココ参照）
２．水溶液（洗濯糊）をホウ酸ナトリウムで橋架けして、スーパーボールの作製。粘弾性の実体験。
３．PVAをベースにした偏光フィルム（ヨウ素の記事：ココを参照）を使ってのさまざまな実験と解説（偏光フィルムを洗濯糊から作製するということになれば、なかなか説得力のある実験になるが、フィルム作製、延伸、ヨウ素の吸着は、限られた時間では難しく、残念ながら市販品＠東急ハンズを使ってもらっている）。
①二枚の偏光フィルムを重ねて、角度を変えてみる
②二枚重ねで、最も暗くなったとき三枚目の偏光板を45°で挿入してみる
③回りの風景を偏光板越しに眺め、回転させる
④液晶ディスプレイを偏光板越しに眺め、回転させる
⑤ポリエチレンフィルム（スーパーの水物用の袋、農工大生協のお弁当用袋など）（短冊形２ｘ５ｃｍぐらい）を用意して、二枚の直交した偏光板の間に短冊を入れる(４５°で）。引っ張った短冊を挟み込み観察。偏光板を回転してみる。
⑥用意してある下の台紙にセロテープを張る（数字は重ね併せの枚数を表す）。二枚の直交した偏光板の間に短冊を入れる(４５°で）。回転させて色の変化を見る。
さて今日の雑文だが、この３の実験の①～③について追加の説明をしたいと思う。
まず、光だが進行方向（z方向）に対して電場と磁場が垂直に振動する横波である。電場と磁場の振動する面を青と緑でそれぞれ示すと、電場の面から磁場の面に右ネジ（普通のネジ）を回すとネジの進む方向が光の進行方向となる。
自然光（太陽とか室内灯とか）の例えば電場の振動面はいろんな方向を向いているが、偏光板（下図、延伸して分子鎖が配向したPVAにヨウ素化合物が吸着、配向したもの）を通ると、棒状のヨウ素化合物の方向の光を吸収し、図では青色で示した光（ヨウ素化合物に対して垂直の電場成分）のみが、通過してくる。十分な厚みがあれば、透過光は直線偏光となる。
①で一枚目と二枚目のそれぞれの偏光軸（透過する方向）をx軸として、それらのなす角度をθとすると、一枚目を透過してくる光の電場ベクトルの大きさをE0とすると二枚目を透過するのはE0cosθとなり、光の強度は、電場の大きさの二乗に比例するので、最初の強度をI0とすると、I=I0cos2θとなる。
②では三枚目は一枚目と直交しているので、透過光強度は、I=I0cos2θsin2θとなる。45°で2枚目を挿入するとI=0.25I0となる。
③では、光の屈折・反射と偏光の関係を知る必要がある。
平滑な界面（空気から水とかの屈折率が異なる媒体同志が形成する）に光が入射した場合、一部は透過光となり残りは反射光となる（下図）。入射光と反射光が作る面を入射面というが、電場がこの面内を振動する偏光をp偏光、面に対して垂直に振動する偏光をs偏光と呼ぶ。界面に対する垂線を引き、垂線と入射光、反射光の成す角度をそれぞれ入射角と反射角とすると、反射の法則から入射角と反射角は等しい( φi=φr)。
媒質2の屈折率が媒質1と違うとき、透過光の進む方向の角度は入射角と等しくならない（水や一般的なガラスのような等方的な媒体の場合、屈折光も入射面内にある）。φtを屈折角といい、下記のスネルの法則に従う。
