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牛乳パックで作るカメラ
凸レンズで実像ができることを勉強したので,カメラの原理も勉強することにしましょう。
「エーッ,カメラなんか分かんないようー」などという声が聞こえそうですが,そんなことはありません。
授業で勉強した「凸レンズにより(1)( )がどこにどのようにできるか」が分かれば,それでいいのです。
カメラの原理はカメラのレンズを通して集まった(2)( )の実像をスクリーンに映しているだけです。
そして,スクリーンの位置に(3)( )を置いて,光で(4)( )させて写真の(5)( )フィルムができるのです。
今回はフィルムがないので写真は撮れないのが残念です。
【用意するもの】
1リットルの牛乳パック(洗って乾かしておく 底をギリギリのところで切り取って持ってきてもよい)
黒色ケント紙 滑り止め付き軍手 凸レンズ(虫眼鏡)焦点距離が10~25〔㎝〕がよい。
はさみ トレーシングペーパー セロテープ 布製ガムテープ ものさし カッター カッターマット
【注意】
カッターは危険であるので,滑り止めのある軍手をはめ,刃の進む先には手などを置かないようにし,充分気をつけて作業すること。
強度は少し落ちるが、すべてハサミを使う方が安全に工作できるので、ハサミを使うようお勧めします。
また,持ち運びのときにも他人に怪我をさせないよう刃はしまって運ぶこと。
【作り方】
牛乳パックで内側の箱を作ってスクリーンを取り付けます。
外側の箱にするものは,黒の色ケント紙で作ります。
-
内箱をつくり,スクリーンをはりつける
牛乳パックの底を底面ギリギリのところで切り落とす。
スクリーン用のトレーシングペーパーを牛乳パックの底より,少し大きめに切っておく。このトレーシングペーパーの上下にセロテープをつけて,
パックの口が(6)( )になるように,またスクリーンにしわができないように注意してはりつける。
内箱にするパックの注ぎ口は切り取ります。その口のところを5〔 mm〕ぐらい内側に折り返してセロテープではってしまうと,箱がしっかりしてよい。 - 外箱をつくる
-
牛乳パックに黒の色ケント紙(30cm×32cm)をぐるっとのり巻きのように巻きつけ、中に(7)( )が入らないようにし、セロテープで仮止めをする。
このとき、内箱の牛乳パックがスムーズに滑る程度に外箱を作ること。 - 虫眼鏡の取りつけ部分を箱状にする。
-
虫眼鏡の取りつけ部分にレンズの大きさの穴をあける。多少ギザギザになっても構わない。
またレンズの大きさより小さければ三角や四角など丸と違った形にしてみるとどんな変化があるでしょうか。
一人ずつ異なった形にして試してみましょう。
その結果分かったこと
(8)( ) - 2つの箱を重ねて組み立てる
スクリーンをはった牛乳パックで作った内箱の外側に,黒の色ケント紙で作った外箱を重ねる。
内箱が滑る程度のゆとりがあるかどうかを確かめ、外箱の大きさを調節し、セロテープできちんととめる。
【実験】
牛乳パックの底と同じくらいの大きさの紙の真ん中にコンパスの針で穴をあけ,それを外箱の底にセロテープで仮にはり,牛乳パックを中に入れる。
蛍光灯を見てみると(9)( )の像がスクリーンにみられる。ここで針穴写真機として働くことが分かる。
(10)( )のとき林の木漏れ日によ り太陽が欠けている様子を観察することができるのもこの原理による。
- 外箱にレンズをつける
外箱ににはった針穴をあけた紙をはがし,レンズ用の穴の位置に,凸レンズ(虫眼鏡)をセロテープではりつける。
このとき、レンズの縁をセロテープでとめるが、凸レンズのガラス部分にはセロテープをはらないように注意しよう。
【実験】
- 遠い景色をスクリーンにピントを合わせて映してみると,レンズの焦点距離が(11)( )〔㎝〕であることが分かる。
定規を使って焦点距離を測ってみよう。
其の他のレンズの焦点距離も測定してみましょう。
大きいレンズ(12)( )cm
小さいレンズ(13)( )cm
- レンズを四角や三角の穴のあいた紙で覆ったらスクリーンに映る像にどのような変化が現れるか。
- 始め,遠方の景色にピンとがあっているとき,近くにあるもののピンとが合うようにするには,スクリーンとレンズの距離を (14)( )なるように動かせばよい。
【考察】
- カメラのフィルムの位置にできる像は色のついて(15)( )立した(16)( )像である。 カメラの上下を逆さまにしたときできる像は(17)( )立している。
- カメラの絞りは(18)( )を調節する。絞りを絞って,なるべくレンズの中心部分だけを使うようにすると, ピンとの合う部分が(19)( )なる。
- シャッタースピードを速くすると,フィルムに当たる光の量は(20)( )なるから,(21)( )ところでは写しにくいが, (22)( )ものをぶれることなく写せるようになる。
- そのときの状況に合わせてフィルムの感度にあった適量の光が得られるように,(23)( )と(24)( )を調節する。
- 写真のフィルムはISOの数字が(25)( )ものほど感度がよい。
- ガラス越しに暗いところの写真を撮るためには(26)( )を使い,(27)( )の方向から撮る必要がある。
【問題1】 焦点距離10〔㎝〕の凸レンズがある。レンズの左側30〔㎝〕のところに2〔㎝〕の物体を置くとレンズの右側( )〔㎝〕のところに( )した像ができる。
倍率が( )であるため,その像の大きさは( )〔㎝〕となる。
計算式( )
【問題2】次の図のように凸レンズの前に物体を置いたときできる像を作図して求めよ。
【感想】
実験日( )年( )月( )日( )
2学年( )組( )番 氏名( )
共同実験者( )