iNSTITUTEM@STER

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2010年12月3日金曜日

光を遠くへ飛ばす実験4

 「ペンライトの先端まで均一に光らせる」ために色々な実験を行っているこのコーナーですが、今回は、実際にお求めいただいた、asahiさんよりとても興味深いレポートを頂いたので、ぜひ紹介します。



画像元http://twitpic.com/3c6ifa

・右1段目
 まず、先端のに鏡を置くことが有効だと分かっていたので、鏡を置きます。

・右2段目
 光を飛ばすためにレンズが有効だと前の実験で分かりましたが、集光のために15φのアクリル真球を光源の前に設置します。このとき、光が漏れないように球の周りをアルミホイルで覆います。
 この時点で、先端まで光が進んでいることが分かります。

・右3段目
 続いて、球の周りのアルミホイルを外し、トレーシングペーパーの代わりに、前回お伝えした光沢のある半透明のフィルムを入れます。ここで使用しているのは、中川ケミカル社のIROMIZUです。こちらはどうやら全国の文房具店などで取り扱いがあるようです。
 球を、このIROMIZUの紙と保護フィルムをはがして巻きます。
 アルミホイルを外したことで、ショートの危険性が無くなりました。
 おそらくこの時点で、光が先端まで無駄なく届いているはずです。しかし、まっすぐ届いた光がそのまま跳ね返っていては意味がありません。そこで次のレポートです。

・右4段目
 さらに、鏡を凸型のものに交換します。このときに使用した凸型ミラーは少し光を透過するので、無駄をなくすために奥に平らな鏡をもう1枚付けます。
 まっすぐ先端まで届いた光が、凸型の鏡で外側に分散されます。棒全体に均一な光が見られると思います。

 このとき、棒の中で光がどのように飛んでいるかを図に表しました。右側が光源とアクリル球、左側が鏡、青い線は光です。


 きれいに光を光らせたい方、ぜひお試しください。

3 件のコメント:

  1. なるほど、こうやって専門的な知識のある方が図解も添えて説明してくれると説得力がありますねw私の理科知識は中学生レベルなので勘と想像で試行錯誤してやっていたので勉強になります。
    (材料さえ揃えば小さなお子様でも一般家庭にある道具で簡単に改造できるw)
    特に最後の光の進行方向の図はいろいろと参考になりそうです。

    それからいくつか補足させてください。
    アルミホイルで球を覆っていた時はアルミホイルの内側に透明のテープを入れてショートを防止していました。この時は光を漏らさず前方に集約させるのが一番の狙いだったのですが、効果がいまいちだったのと間違いなく覆ってる部分だけ光る範囲が狭くなってしまうのでアルミホイルを取り除き透明のテープで巻きつけ固定しました。しかし、今度は球の近辺の光の分離がはっきり目立ってしまいました。
    白・黄色・ピンク・黄緑はその傾向が大きく(逆にそれ以外は分離の影響はほとんどありません)雪歩Pとしてそれは非常に困るものでしたので球を固定するフィルムも半透明のものに代えて光を散らす事にしました。
    今、一番の課題はやはり光の分離で、特に白は緑色がかっているためレンズをつけない方が綺麗に見えます。
    これの解消を目指しながら+αのネタを仕込めたらいいなぁと思ってます。

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  2. 投稿ミスったっぽい。
    私は勘と想像でやってたので、こんなふうに専門的な知識をもとに解説されるとなるほどなぁと勉強になります。
    このやりかたではまだ白が緑がかって逆に暗く見えてしまうので注意してください。それさえ気にしなければ材料さえ揃えば小学生でも改造できますw
    今は+αなネタ改造を仕込みたい気分です。

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  3. アルミホイルを使うことは容易いと思います。レンズとペットボトルのフタで黒いホットボンド(グルーガン)を流し込み型取りしてレンズの分離したところに
    アルミホイルを挟めば結構絶縁できますよ。一応型取りなのではがしやすいようにハンドクリームを型につけました。

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