美しさに感動!光が見えて集まってくる!


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みなさんはレンズの公式をおぼえていますか?

それは何を意味しているのでしょうか?問題を解くことばかりに集中してしまいがちな、レンズの分野を自宅で実験をしてみましょう!

いったい、レンズの作図って何をしていたの?

レンズの作図っておぼえていますか?次のような作図です。

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中学校で学ぶ内容なのですが、作図にばかり集中をしてしまう生徒も多いようですね。
でも作図っていったい何をやっているのか、
よくわからなかったという大人や、そして現役生も多かったのではないでしょうか。

そして実はぼくも、中学生のときわかりませんでした。

作図さえおぼえたり、レンズの公式を暗記しておけば、問題はとけるんですよね。
ただ、なんでこの2本または3本の線を引くのかがわかりませんでした。

もっとたくさん光の道筋はあるのに、なんでこの2本なんだと。

今回紹介するのは、レンズの作図が何をやっているのか、それがわかる実験の紹介です。
ぜひご自宅でも挑戦をしてみてください。拙著、高校物理復習帳でも紹介しています。

科学のレシピ

用意するもの:

レーザー光源、プラスチックケース、レンズ、ライター、線香

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用意するものは、今回は家庭では揃えにくいかもしれませんが、集められなくはありません。まずレーザーは、大工道具のレーザー墨壺というものがおすすめです。

山真 レーザー墨ツボ OR-DS-TYS

これが一番いいのですが、少し高いのが難点です。そんな場合は、こちらのレーザーポインターなどで代用しましょう。できることなら3本ほしいところです。

レンズは、虫眼鏡などで代用できます(切らなくても、そのままでもよく見えるので大丈夫!)

実験手順

1 プラスチックケースに線香で煙をためます。

 光はなにかものにぶつからないと、私たちは観察することができません。そこで線香の煙をケースにためることによって、光の道筋を見えるようにします。

2 部屋の明かりを消して、レーザーをプラスチックケースにいれてみる

 道筋がみえていれば準備OKです。昼間にやる場合は、部屋は十分に暗くしてください。夜なら確実に見えます。

3 凸レンズや凹レンズをケースにいれてレーザーを入れてみる

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凸レンズの場合

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凹レンズの場合

すっごいきれいなので、ぜひ実際に体験してみてくださいね。このように、作図をしていた線は、まさに光の進む向きを指し示すものだったのですね。

焦点というのは人間が人口につくったレンズに対して作られているもので、凸レンズの場合には、レンズに平行光線を入れた時に、集まる場所を焦点と呼びます。(凹レンズの場合には、後ろに焦点があります)

感動する実験です。道具をそろえるのに少し手間ですが、ご家庭でもお試しください!

PS この実験は大人のための高校物理復習帳でも紹介をしました。キンドル版もでましたので、もしよかったら御覧ください。

次の科学のタネ

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