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学習教材の付録でミラージュのような実像をつくろう
「パラボラ鏡 ミラージュ」と題し、次のような広告がありました。
貨幣とか指輪、サイコロなどの小さなものを凹面鏡の底に置くとちょうど鏡の真上に実物が存在するように見えます。
実際には手で触ろうとしても何も触れることはありません。
これは面白い！ 光学的錯視減少で物理実験または視錯覚の教材に最適です。・・・
面白い!でも値段を見てびっくり一万数千円。今でもインターネットで検索するとありました。
これではちょっと手が出ません。何かいい方法はないものでしょうか。
いろんなものの目的外使用を考えるといいことがあります。安価でいいものに気が付きました。子供向けの雑誌の付録にいいものがあったのです。
直径15㎝くらいの凹面鏡を使った付録です。
付録としては太陽光を凹面鏡で集め、ゆで卵を作ろうというのです。
この凹面鏡を二つ使えば凹面鏡の上の中空に実像をつくることができます。
早速この学習雑誌を2部取り寄せることにしました。私が欲しいのはこの付録の中のプラスチックの凹面鏡二つだけです。
一方の凹面鏡の中に一円玉を入れておきます。もう一つの凹面鏡にはちょっと細工をします。
その真ん中に円形カッターで直径5ｃｍほどの穴を開け、その凹面鏡を、前の凹面鏡にかぶせます。
すると、なんと穴の位置に一円玉が浮かんでいるのです。これはつかもうとしてもつかむことができません。
なぜこんなことができるのでしょうか。
【原理】
図のように上の凹面鏡の焦点にあるのです。その一円玉から出た光が上の凹面鏡に向かうとすべての光が光軸に平行に反射するのです。
するとその光は下の凹面鏡の光軸に平行に入射するためここで反射した光はその焦点に集まります。上の凹面鏡の穴の部分に実像ができるのです。
これで何とか凹面鏡を使ったミラージュのように実像を浮かび上がらせることにに成功しました。
しかし、身近にある材料で同じことができないでしょうか。もっと大きなものを作ってみたいと考えているとき、金物屋さん光沢のよいステンレスの中華鍋を見つけました。
図のように直射日光のあたる場所で中華鍋を太陽の方に向け、鍋の頂点の位置を調べることにします。
太陽光は焦点のところに集まります。その位置に頭の薬がついているマッチ棒の頭を持ってくると火が着くことで焦点の位置を確かめることができます。
その逆に焦点のところにモノを置けばそこから出た光は平行光線となって進むことになります。
図のように一つの鍋の底にもう一方の鍋の焦点が来るように鍋の大きさを切ります。
そして上に載せる鍋の方はその真ん中に直径１０㎝くらいの穴を開けます。
下の鍋の中にコインやフィギュアを入れ、穴を開けた鍋をかぶせれば出来上がりです。穴の位置に実像ができます。でもこれは高価な割には期待ほど鮮明な像はできませんでした。
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