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カメラを作ってみよう

手镜を使って正立ミラーボックスを组み立てよう

いろんな組み合わせにチャレンジだぁ! さあてどんな像が見えるんだろ~?
むずかしさレベル 3

手镜を使って、ペンタプリズムのようなはたらきをするミラーボックスを作って実験します。

準备するもの

  • 长方形の手镜(あるいはプラスチック製ミラー)
  • 工作用纸(または厚纸)
  • 接着ざい
  • セロハンテープ
  • 虫めがね
  • トレーシングペーパー
    (半とう明の纸、半とう明のビニールでもよい)など

ここでは、100円ショップなどで手に入りやすい7×5肠尘の镜を、例として使うことにします。7×5肠尘以内なら、形がちがっても実験できます。
なお、プラスチック製ミラーの场合は、のこぎりで切って大きさを调节することができます(このときは、保护者の方に手伝っていただきましょう)。

虫めがねは、学校などでよく使うプラスチック枠(わく)のものを想定しています(焦点距离(しょうてんきょり)约70尘尘)。
型纸をこのままのサイズで使う场合は、焦点距离(しょうてんきょり)が50尘尘以上であれば、别のかたちの虫めがねや天眼镜、レンズなどで実験できます(焦点距离(しょうてんきょり)50尘尘以下のものは使えません)。

ミラーボックス型纸

【ダウンロード 152KB】

组み立てよう!

step1 すすめ方
レンズで像を作ると上下左右が逆さまになる。

レンズで像を作ると上下左右が逆さまになる。

ミラーボックスを作ろう

ミラーボックスを作ろう。

  1. 型纸をダウンロードしてプリントアウトします。设计図は镜の大きさが7×5肠尘のものですが、これより大きな镜の场合は、型纸を拡大コピーするなどして试してみてください(ただし、镜が大きくなると重くなるため、ふつうの工作用纸では弱すぎます。工作用纸をはり合わせたり、段ボールを使うなど工夫してください)。
  2. これを工作用纸(または厚纸)にていねいにはり付け、外側を切り取ります。また、窓の部分をカッターで切り取ります。
  3. 箱の形に组み立て(印刷面が内侧になります)、镜の反射が窓の方を向くように注意して、手镜を入れます。窓の片方にトレーシングペーパーをはり、箱のふたを闭めて接着すれば、ミラーボックス1个目の完成です。

カッターなどを使うとき、手を切らないように注意しましょう。

step2 すすめ方
1つのミラーボックスをのぞくと左右が逆さまの像が见える

1つのミラーボックスをのぞくと左右が逆さまの像が见える

【図う】のように、窓の开いている方を明るい风景や蛍光灯(けいこうとう)などに向け、トレーシングペーパーのある窓を上に向けます。虫めがねを空いている窓の前にかざして前后させると、トレーシングペーパーに景色などがうつるはずです。このとき、像のむきがどうなっているか、観察しましょう。箱のまわりを暗くするとよく见えるよ。

step3 すすめ方
ミラーボックスを4つ組み合わせて ようやく正しい像が見えるんだ!

ミラーボックスを4つ組み合わせて ようやく正しい像が見えるんだ!

  1. 次に、同じミラーボックスを3个作ります(合计4个になる)。ただし、后から作るミラーボックスには、トレーシングペーパーは、はり付けません(2つの窓は开いたままにしておく)。
  2. 最初のミラーボックスを基準にして、4つのボックスを【図え】のような向きで组み合わせます。ボックス同士はセロハンテープなどで軽くとめておきます(后で分解します)。

観察してみよう!

「组み立てよう!step2」と同じように、虫めがねを最初のボックスの窓にかざし、風景や蛍光灯(けいこうとう)などに向けてみましょう。手前の窓からのぞくと、遠くの方にトレーシングペーパーがあり、風景などがうつっているはずです。うつっている像の向きを調べてみましょう。

もっとしろう!

ミラーボックスの组み合わせ方を変えると、像はどの方向から、どのように见えるでしょうか。いろいろな组み合わせ方を试してみましょう。なお、组み合わせるときは必ず、窓と窓とが向き合うようにする必要があります。

もっとたくさんミラーボックスを作り、数を変えて実験してもおもしろいでしょう。

いろんな組み合わせにチャレンジだぁ! さあてどんな像が見えるんだろ~?

いろんな组み合わせにチャレンジだぁ!さあてどんな像が见えるんだろ~?

なぜ

1枚の镜にうつる像は、左右あるいは上下のどちらかが逆になります。(反射する回数が奇数(きすう)回だと里像になります)。一眼レフカメラでは、そのしくみの都合から、ピントスクリーンにうつる像は里像になります。

「组み立てよう!step2」では「左右だけが逆の像」が観察されますが、このときの光の進み方は一眼レフカメラのピントスクリーンまでと同じです。この「左右だけが逆の像」を正しい向きの像に直して目に届けるのが、ペンタプリズムという部品の役割です。

ペンタプリズムではひとつの反射面を2枚合わせ镜のようなしくみにして、反射の回数が合计4回になるようにしています。
ここで作った4个组のミラーボックスは、镜を4枚使うことで光を4回反射させ、ペンタプリズムと同じように上下左右が正しい向きの像が见られるようになっています。

山村 紳一郎(やまむら しんいちろう)先生
さまざまな雑誌や书籍、イベントで自然科学の最先端情报から科学の楽しみ方?游び方を、绍介?提案し続けるサイエンスライター。
和光大学非常勤讲师。成蹊学园サステナビリティ教育研究センター客员フェロー。

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