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望远镜を作ってみよう

化しょう镜とルーペでニュートン式反射望远镜を作る

切った纸をテープなどで、化しょう镜に付けます。
むずかしさレベル 3

おう面の化しょう镜とルーペや虫眼镜で、ニュートン式の反射望远镜を作りましょう。
月のクレーターが见えるかな。

準备するもの

  • おう面の化しょう镜
  • ルーペ
  • 小さい镜
  • ラップ芯(しん)
  • 角材
  • 材木片
  • 段ボール
  • 黒い厚手の纸(画用纸)
  • 接着ざい
  • 黒と料
  • 両面テープ
  • ねじくぎ
  • 定规
  • のこぎり
  • カッター
  • コンパスなど

ルーペは、写真用の10倍ぐらいが使いやすいが、倍率の高い虫眼镜でもできます。

のこぎりやカッターを使う时には、ケガをしないように十分に注意しましょう。

設計図

【设计図】
本当のニュ-トン式

【ダウンロード 268KB】

設計図

【设计図】
今回作るもの(変形ニュートン式)

【ダウンロード 280KB】

组み立てよう!

step1 すすめ方
おう面镜の化しょう镜のサイズ(直径?厚さ)を测ります。

おう面镜の化しょう镜のサイズ(直径?厚さ)を测ります。

おう面の化しょう镜(顔を映すと大きく見える)のサイズ(直径、厚さ)を測ります。このとき、化しょう鏡にスタンドなどがついている場合は、はずしておきます。

step2 すすめ方
黒ラシャ纸を化しょう镜の直径に切り、まん中に穴を开けます。

黒ラシャ纸を化しょう镜の直径に切り、まん中に穴を开けます。

黒い厚手の纸を化しょう镜の直径に丸く切り(镜が四角い场合は四角)、そのまん中に直径3~7肠尘ほどの丸い穴を开けます。

カッターなど、とがったもので指をけがしないように注意しましょう。

step3 すすめ方
切った纸をテープなどで、化しょう镜に付けます。

切った纸をテープなどで、化しょう镜に付けます。

できたら、このドーナツ型の纸をテープなどで化しょう镜に付けて止めておきます(镜のまん中の直径3~7肠尘の部分だけを使います)。

step4 すすめ方
晴れた日に、化しょう镜の焦点距离(しょうてんきょり)を测ります。

晴れた日に、化しょう镜の焦点距离(しょうてんきょり)を测ります。

晴れた日に、図のようにして化しょう镜の焦点距离(しょうてんきょり)を测ります。また、写真用ルーペではなく虫眼镜やハンドルーペを使う场合には、その焦点距离(しょうてんきょり)も测っておきます。

step5 すすめ方
板や材木を使い、図のような形に组み上げます。内侧を黒くぬっておくといいでしょう。

板や材木を使い、図のような形に组み上げます。内侧を黒くぬっておくといいでしょう。

  1. 蝉迟别辫1で测った镜のサイズと、焦点距离(しょうてんきょり)をもとに设计図を作ります。参考用设计図は、ダウンロードしてください。
  2. 板や材木を使って、设计図のような形に组み上げます。
step6 すすめ方
ラップ芯(しん)などでぬき差しできる筒(つつ)を作り、ルーペを取り付けます。木材で组み立てたものに组み込みます。

ラップ芯(しん)などでぬき差しできる筒(つつ)を作り、ルーペを取り付けます。木材で组み立てたものに组み込みます。

ラップ芯(しん)などを利用して、ぬき差しできる筒(つつ)を作り、ルーペを取り付けて蝉别迟辫5の部品に组み込みます。

なお、すべての部品は、内侧になる面を黒くぬっておくといいでしょう。

観察してみよう!

月などに向けて観察してみましょう。

この望远镜はもちろん、レンズや反射镜で太阳を见ては「絶対に!」いけません。太阳からの光や热はたいへん强いため、レンズや反射镜で光が集められると(热も集まります)、目が见えなくなってしまう危険があります。

この工作実験は、あくまで「反射望远镜のしくみを理解する」ためのものですので、望远镜としての十分な性能はありません(本物の反射望远镜のような観测はできません)。

反射望远镜の完成です。月などを観察してみましょう!

反射望远镜の完成です。月などを観察してみましょう!

もっとしろう!

1肠尘ずつ穴の直径がちがうドーナツ纸を何种类か作っておき、取りかえて像のシャープさや明るさのちがいを比べてみるとおもしろいでしょう。
化しょう镜のおう面镜は、精度が高くありません。そこで、反射镜にドーナツ型の黒い纸をかぶせ、比较的、精度の良い中心部分だけを利用しています。しかし、穴が大きいほどたくさんの光を集めることができますので、暗い天体には大きい方が有利になるのです。

なぜ

おう面镜はとつレンズと同じように、光を集めて像をつくります。ニュートン式ではこの像のできる场所を平面镜(斜镜(しゃきょう)と呼びます)で直角に曲げ、筒(つつ)の外に出して接眼レンズ(ルーペ)で観察するしくみです。
なお、この望远镜では、利用できるおう面镜の面积が小さいため、斜镜(しゃきょう)がおう面镜への光の通り道に重ならないようにしていますが、実际のニュートン式は斜镜(しゃきょう)は望远镜のまん中にあります。一见、天体から来る光のじゃまをしていように感じますが、斜镜(しゃきょう)が十分に小さく、また、ピントははるか远くに合っているために问题にならないのです。

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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