水に入れたストローが曲がって見えるのはなぜ?

コハク
コハクコップの水に入れたストロー、水面のところで折れて見えませんか? でも、ストローはまっすぐのままなのですわ。
30秒でわかる答え
コハクまずは30秒で、答えをお伝えしますわ。

ストローそのものは曲がっていません。水の中のストローから出た光は、水面で空気へ出るときに向きを変えます(屈折)。ところが目と脳は、光はまっすぐ進んできたものとして場所を決めるので、水の中の部分だけが別の場所にあるように見え、水面で折れたように見えるのです。

水の入ったコップにななめに入れたストロー。水面のところで折れたように、ずれて見える
水面のところで、ストローが折れたようにずれて見えます。写真:User Bcrowell on en.wikipedia / CC BY-SA 3.0 / ウィキメディア・コモンズ

光が来た方向にものが見える

ものが見えるのは、そのものから来た光が目に届くからです。私たちは、光がやって来た方向にものがあると感じます。ストローの水から出ている部分の光は、空気の中だけを通って目に届くので、そのままの場所に見えます。

水面で光の向きが変わる

一方、水の中の部分から来た光は、水から空気へ出るところで進む向きが変わります。これを屈折といいます。光は同じものの中ではまっすぐ進み、向きが変わるのは水と空気のさかい目だけです。

向きが変わるのは速さが変わるから

光の向きが変わる理由は、進む速さが変わるからです。光は空気の中では秒速約30万キロメートルで進みますが、水の中では約22万6000キロメートルにおそくなります。ななめにさかい目を通ると、速さが変わるときに向きも変わります。真正面から通るときは、おそくはなっても向きは変わりません。

コハク
コハク光は、水の中では空気の中よりゆっくり進むのですね。

目と脳はまっすぐだと考える

目と脳は、光が途中で曲がったことに気づけません。光はまっすぐ来たものとして、来た方向をそのまま後ろへのばした所にものがあると判断します。そのため水の中の部分は本当の場所からずれて見え、水面のところで折れたように見えます。水の中の部分が、外より太く見えることもあります。

図:ストローがずれて見えるしくみ
水空気本当の場所見える場所目水面で光の向きが変わる目と脳はまっすぐだと考える

もっと知りたい

  • ストローを水から出してみると、まっすぐのままです。曲がって見えたのは、光の通り道のせいだと確かめられます。
  • 水の中の光の速さは空気の中よりおそく、ガラスの中ではさらにおそい秒速約20万キロメートルです。おそくなる度合いが大きいものほど、光は大きく曲がります。
  • 虫眼鏡やプリズム、虹も、光が向きを変える屈折によって起こります。私たちの目も、屈折を利用して光を集めています。
コハク
コハクストローが曲がって見えるのは、水面で光の向きが変わるのに、目と脳がまっすぐ来たと考えるからですわ。

3択クイズで確かめよう

水の中のストローが折れて見えるのはなぜ?

答えを見る
  1. 光の向きが変わるから
  2. 水でストローが曲がる
  3. 水が光を吸うから

光の向きが変わるから 水の中から来た光は水面で向きを変えますが、目と脳は光がまっすぐ来たと考えるので、水の中の部分がずれて見えます。

参考資料

  1. Refraction and SightThe Physics Classroom(英語)
  2. Refraction of lightScience Learning Hub (University of Waikato)(英語)
  3. Bent PencilSchool of Physics, The University of Sydney(英語)

内容は 2026-10-03 時点で上の資料を確認して書いています。研究が進んで説明が変わることもあります。写真のクレジットは各写真の下にあります。