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曇る鏡・曇らない鏡

お風呂に入っているとき、浴室の鏡が曇ってしまうことがありますね。
これは、浴室内の温かくて湿った空気が冷たい鏡に触れて、空気中の水蒸気が液体となって水粒の形で鏡の表面に付いたからです。
光は、その水粒の表面で反射、水粒中に入って屈折、反射するなどして散乱しますから白く見えるようになって鏡を曇らせるのです。
この点は、同じ水粒である霧や雲が光を遮るのと同じです。

では、なぜ、鏡の表面に水粒が出来るか? です。
草や樹木の葉の上で、雨水や朝露が水玉になっているのを見たことがあると思います。
傘や防水加工してある布地、ビニールなどの上に水滴を垂らしても、水 が薄く伸びないでこんもり盛り上がります。
しかし、新聞紙のような紙や洗いざらした綿布に水を垂らしても水がこんもりとなりません。

垂らした水がこんもりとなるかならないかは、水が落ちたところの物質と水の相性で決まります。
左図で示した 接触角 が大きいほど相性が悪く、鏡の場合は曇ってしまいます。
ところで、防水加工してある布地やビニールのように水を弾く物の上では、相性が悪いので水分子は近くの水分子と結びつき、最も安定した形になろうとします。
これを 表面張力 と呼びます。
表面張力の接触角の説明図
宇宙ステーションや人工衛星の中や、自由落下中のように無重量状態では、水は完全な球形になります。
地球上では重力の影響を受けるので上下方向に扁平します。
雨雲から落ちてくる雨は、重力の他に風圧を受けるので、上下方向に扁平した上に底面の中央部分が凹みます。

曇る鏡の話に戻しますと、鏡の表面はガラスなので水と相性が悪いです。
そこで曇らないようにするには、ガラスの表面を水と相性の良いものに換えればよいことになります。
といっても、そう簡単ではありません。表面を水と相性の良いものに換えても油分が付いてしまえば水との相性が悪くなってしまいます。
既存の鏡を曇らないようにするには、液体洗剤を鏡の表面に塗ります。
洗剤の主成分の 界面活性剤 の分子には水と仲の良い部分があるので、ガラスに塗ると、水と仲の良い部分が外側を向くので、水粒が付いても接触角が小さくなります。
amazon.co.jp⇒ 曇り止め
曇るのは鏡だけでなく、メガネのレンズや自動車のフロントガラスなども同じです。
市販されている曇り止めは、界面活性剤です。
普通の鏡に貼って曇らないようにするフィルムも半年から1年間ぐらいしか効果がは持続しないようです。


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