フリスビー動画

この屈折のせいで、水中から空気中の物体（フリスビー）を見上げた時、見かけの位置と実際の位置がずれて見えることがあります(図 1)。

まず、フリスビーが実際の位置とずれて見える現象ですが、イルカはフリスビーの真下を泳ぐことで対応しているようです。フリスビーを真下から見上げた時、見かけの位置と実際の位置がずれて見えることはありません ^※2。

また、「スネルの窓」は深く潜れば潜るほど広くなることが知られています。フリスビーをキャッチする前に、イルカは水中をかなり深く潜っていくことが観察されています(図 3)。深く潜っていくことにより、空中の広い範囲をカバーすることができるため、フリスビーを発見しやすくなるのです。

実際に「フリスビーキャッチ」では、イルカは次のような挙動を見せます。トレーナーがサインを出した後、フリスビーを投げるとイルカはプールの底まで泳いでいき、水面を見上げます。この時、「スネルの窓」を通して、フリスビーがイルカの視野の中に「飛び込んで」来るように見えるのです。さらにイルカは先ほどの屈折の現象に対応するために、フリスビーの位置を確認するように、その真下を浮上しながら追いかけていきます。この時、イルカは背面で泳いでいます。これはイルカの視野が腹側の方に広いためのようです。

空中に跳び出る瞬間にイルカは体をひねり、腹側を下にします。そうして空中にあるフリスビーを無事にキャッチするのです。

※2
空気の屈折率　n1
水の屈折率　　n2
空気中から水中への光の入射角　ｉ
水中に入った光の屈折角　ｒ　とすると

n1 sinｉ=n2 sinｒ (スネルの法則)

イルカがフリスビーを水中から真上に見た時、入射角( ｉ )は0°(0度)になります。
sin0゜＝0なので、代入すると

n1×0(ゼロ)=n2×sinｒ
∴　sinｒ=０(ゼロ)

0°≦ｒ≦90°なので、ｒ=0°　となり、この場合、フリスビーの見かけの位置は屈折の影響を受けないことになります。

※3
ここで言う「トビウオ」とはダツ目トビウオ科に属する魚類の総称です。「トビウオ」の仲間は全世界で50種ほど、国内では29種知られていますが、胸びれや腹びれを大きく広げ、海面を滑空することで有名な海水魚です。

※4
伊豆諸島にある御蔵島（みくらじま）の周辺には、バンドウイルカと近縁のミナミバンドウイルカが生息しています。このイルカが飛んで逃げる「トビウオ」を空中で捕まえるところが観察されています（『御蔵島のイルカ』　ジャック T. モイヤー著　天野雅男・天野あづさ共訳　海游舎）。

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