スマホが魔法の目に！５万円で手に入る「熱を視覚化する」驚きの世界（FLIR one PRO）
サイエンストレーナーの桑子研です。毎日が実験。
私たちの身の回りには、目に見えない「光」が溢れていることをご存知でしょうか？もし、その目に見えない光を捉えることができたら、世界はどのように見えるでしょう。実は今、数年前までは数百万円もした特殊な装置が、ポケットに入るサイズで、しかも手の届く価格で手に入るようになっています。今回は、そんな「魔法の目」を手に入れた理科教師の、興奮の実験レポートをお届けします。
手のひらサイズの高性能サーモグラフィー
物体が放つ熱を視覚化するサーモグラフィー（中〜遠赤外線カメラ）が、なんと５万円台で買える時代になりました！少し前までは、専門機関でしか見られない「桁が２つは違う」高価な機材だったことを思うと、まさに技術の進歩には驚くばかりです。
このカメラは、スマートフォンのライトニングコネクタやUSB-C端子に直接差し込むだけで使用できます。
FLIR one PRO（Amazon） 楽天
人体を透かして見える「熱」の正体
さっそく、この赤外線カメラをスマホに装着して人物を撮影してみましょう。すると、ふだん見ている景色とは全く違う世界が広がります。
画像を見ると、肌が露出している部分は赤く、温度が高いことが一目瞭然です。ここで注目してほしいのが「メガネ」です。周囲の皮膚に比べて温度が低く（青っぽく）写っていますよね。これは、メガネのレンズが皮膚から出た赤外線を吸収したり反射したりしているためです。私たちの体からは常に目に見えない赤外線が「放射」されていますが、ガラスはその光を遮ってしまうのですね。
物質の温度に応じて放射される赤外線（電磁波）がセンサーに当たると、その強さに応じて電子が飛び出します。この電子の量を解析し、温度が高いところを赤っぽく、低いところを青っぽく着色して画像化することで、私たちは「熱」を視覚的に捉えることができるのです。
消しゴムが描く「熱の軌跡」
このカメラを使えば、日常の何気ない動作に隠されたエネルギーの変化も捉えることができます。たとえば、机の上で消しゴムをこすってみましょう。
これがまた面白い！
肉眼では机に変化はありませんが、サーモグラフィーを通すと、目に見えないエネルギーの動きが可視化されます。こちらの動画をご覧ください。消しゴムで机を擦った時の様子です。
ゴシゴシと机をこぐり合わせると…
サーモグラフィーでその瞬間をのぞいてみると…
摩擦によって発生した熱が、机の上に鮮やかな光の筋となって現れました。
爆発の熱を捉える！紙コップロケット実験
次は、化学エネルギーの変化を観察してみましょう。手指消毒用のアルコールを缶の中に吹き付け、紙コップで蓋をして点火する「紙コップロケット」の実験です（実験の詳細はこちら）。
アルコールが燃える炎は、明るい場所ではほとんど目に見えません。しかし、サーモグラフィーを使うと、爆発の瞬間の激しい熱の広がりがはっきりと確認できます。さらに、爆発が終わった後の空き缶の温度が上がり、内部エネルギーが増加した様子もバッチリ捉えることができました。
エネルギーの行方を追え：鉛玉の実験
物理の授業で習う「エネルギー保存の法則」。運動エネルギーが摩擦によって熱に変わる様子を、実際に証明してみました。
ガチャガチャのカプセルに重い鉛玉を入れ、坂道を転がします。鉛玉を入れると重心が移動し、カプセルはゆっくりと転がっていきます。
こちらが転がす前の温度です。
転がしてみましょう。
カプセルがゆっくり転がるということは、本来得られるはずだった大きな運動エネルギーが、摩擦による「仕事」として別の形に変換されているはずです。３回ほど転がした後の結果がこちら！
温度が約１度上昇しています。周囲が赤くなっているのは、私がカプセルを触った体温の跡ですので、そこはご愛嬌。じつはこの実験、最初はパチンコ玉（鉄）で試したのですが、鉄は「比熱（温まりにくさ）」が大きいため、なかなか温度変化が見えませんでした。そこで、比熱の小さい鉛をわざわざ通販で購入して再挑戦したのです。苦労した甲斐がありました！
生き物の不思議も丸見えに
このカメラは動物の観察にも役立ちます。カエルやトカゲなどの「変温動物」に向けてみると、面白いことに背景に溶け込んでほとんど映りません。彼らは周囲の温度と同じ体温になっているため、赤外線カメラの目には風景の一部として映るのですね。生物学の視点でも、サーモグラフィーは強力な武器になります。
サーモグラフィーは、目に見えない理科の概念（熱やエネルギー）を直感的に理解させてくれる素晴らしい教具です。あまりの面白さに、私はついつい自腹で購入してしまいました。妻には値段を内緒にしていますが……（笑）。でも、この驚きを生徒たちと共有できるなら、決して高い買い物ではありません。ちなみに、今回の赤外線は波長の長い「中〜遠赤外線」ですが、リモコンなどで使われる近赤外線は、ふだんお使いのスマホカメラでも捉えることができます。こちらの実験も非常に面白いので、ぜひ合わせて試してみてくださいね。
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