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お菓子の袋で全反射!

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こんにちは、みなさん。      おもしろ!ふしぎ?実験隊です。
2015年11月30日 いつもの東児童館(お部屋は違います)で、全反射の実験をやってきたので、そのご報告です。
さきに書いておきますが・・・
今回のお題は、全反射です。どういう風に演示・個人での実験をしていくか考えたのですが、最終的には、あまり演示はせず、お友だちには、自分でいろいろ発見してもらうという流れにしました。お持ち帰り資料に、光のみちすじを書いたものを入れておいて、おうちの方が興味を持っていただけたらおうちで振り返ってもらえればという事にしました。
KUBOさん的には、ちゃんと時間内で説明できていないので、このブログにアップするネタがあるわけではありませんが...
・お友だちがふしぎを発見する過程がとても楽しそうだったこと
・よくあるコップではなく、四角い容器でやったら、説明しやすいのではないかな
と思い、アップします。
科学的に興味関心の高い参加者向けの実験教室だったら、もっと詳しく時間をかけて解説演示し、最後にアップした以前のサイトの赤いぴかっとライトを使った実験もやったら、よい実験ネタになるのではと思います。
今回の実験教室は、放課後ドッジボールをしているような子に、ちょっと科学に触れてもらおうという主旨出の45分間なので、あまり詳しくはやっていません。
といっても、ここのお友だちは、継続してきてくれているので、熱心で鋭い!のですよ~。
==================
まずは、いつもやっているんだけど・・・
これはなにかな~。で、どうしてこの黄色いコーンは、ここにあるんだってわかるんだろう?
P1230945.JPG
太陽や蛍光灯は、いろいろな色の光の集まりなんだけど、
P1020474.JPG
そのうちの黄色い色の光をこの黄色いコーンは跳ね返します。そして、その跳ね返した光が、みんなの目に届くので、
P1020470.JPG
ああ、あそこに、黄色いコーンがあるんだなって、わかるんだ。
ちなみに、上記2つの画像は、当日のものではありません。
最初の画像の男の子は、自分でお友だちに、上記のようなことをちゃんと説明できました!よく来てくれる、お友だちです!
お友だちには、この後、レーザーポインターや、ナリカの光源装置を使って説明しました。
この後、まっすぐ進む光を向きを変えることができないかな?という問いかけに、
かがみを使うとできるという答えがありました。この答えは、KUBOさんが言わないといけないかな?と思っていたのですが、お友だちから出てきたのには、びっくりしました。
で、鏡での向きの変わり方(正反射)を見てもらった後に、実は、光は、空気中から、水の中に入る時にも、進む向きを変えることができるんだという事で、レーザーポインターや光源装置の光をワックスを入れた水槽に当てて、見てもらいました。
本当は、光は、空気中や水中では、進む速度が違い・・・とかそういったことまで説明しないと訳が分からないはず(説明しても分からないと思う)なのですが、そのあたりは、持ち帰り資料に書いているので、おうちの方と興味があったら見てください。
上からまっすぐの時は、そのまま。     斜めの時は、こんな感じ
P1230982.JPGP1230981.JPG
横から当てると、水の上に出ていかないで、下に行って、また下から上に当たって・・・
カクカクなります。
P1230980.JPGP1230978.JPG
水中から、空気中に出ていけない向きがあるんだね。
という事で、お友だちには、こんなものを使ってふしぎを発見してもらいました。
P1230937.JPG
透明なのはムースなどを入れるお菓子のケース(20円から40円ほど)
お菓子のケースは、実験には、2つ使いますが、最終的には、1つ持帰ってもらいました。このケースは、とうめいなペット素材のもの(安価)でもよいです。今回は、硬いケースが手に入ったので、それを使いました。水が入ったものを持ち上げて、見たりするので、お友だち的には、ケースの方が、よいように思います。また、ダイソーで2つ108円の容器もありました。
ではふしぎを発見する実験!
実際の画像と、お持ち帰り資料用の図と説明を入れながら進めていきます。
参加してくれたお友だちは、思い出してみてね。
まず・・・
四角いチェックのシートの上に、水がはいいたケースと入ってないケースを置いてみます。
下記は、マーク(×や□)を書いてないのですが、すでに置いただけで、不思議です...
P1230884.JPG
でも、まずは、
≪上から見たときのふしぎ!≫
P1230958.JPGP1230961.JPG
どんなに見えてるんだろうね?
こんな感じ!
P1230889.JPGP1230890.JPG
左が水が入ってない方・右が入っている方。マークを書いてないので、ちょっとわかりにくいので
少し斜め上からの画像になりますが、下記のほうが説明しやすいかな。
P1230925.JPG
カップには、真ん中へんに筋があったので、そのあたりまで、右のカップには、水を入れています。
上左は、水が入ってないカップ・右は水が入っているカップ
上から見ると、どちらチェックもシートやそこに書かれたマークは見えます。下図の①のように光が進んでいるからです。
でも、カップの側面は、水が入っているのとはいっていないのでは違いますね。

全反射1.pngP1230921.JPG

水が入ったカップでは、シートや マークから来た②の光は、③のように向きが変わる(屈折)光 もあれば、④のように側面から出ることができなくて、向きが変 わる(全反射)光もあります。
人間は、光はまっすぐ進んできて いると感じるので、向きが変わった時は変わった先のほうにものが あるように思います。だから、点線の先にシートやマークがあると 感じます。
実際、水の入ったケースで③と④のように進んだマーク(×)は、下記の画像のようになり、2つ見えています。
P1230927.JPG
水が入ってないカップも、側面に反射しているので、それなりに、下左側面にチェックのシートが映っています。よく見ると、水が入ったケースにも、写っているんですよ。下記は、最初の画像と一緒ですけど。。。
ただ、水の入ったカップは、全反射で見えているので、下記のように、そちらの方が明るくて、目立ちますね。
P1230925.JPG
では、次に、≪斜め上から見た時のふしぎ!≫
水が入ったカップは、斜め上から見ながら、下を指で持とうとしても指が見えない!
P1230930.JPG

⑤の指からの光は、水から出られない向きなので、⑥の男の子には、指の光が届かない。

全反射2.pngのサムネール画像P1230915.JPG
お友だちも、斜め上から、見てる!見てる!
P1230963.JPGP1230962.JPG
でも、もし男の子が⑦の位置で見上げたら、⑧にあるように見えるよ。
下記は、最後の工作のリボンの見え方です。
左から、 正面から見たところ・斜め上から見たところ(リボンが見えない)・下から見上げたところ
P1230909.JPGP1230910.JPGP1230912.JPG
次は、≪手前から見たときのふしぎ!≫
水が入ったカップを指で持とうとしたら鏡みたいに底に指がうつったよ!
P1230933.JPG
下図⑨の指からの光は、底で向きが変わって男の子に届いたので、向きが変わった先のほうに指があるように思うんだ。底にあるシートからの光も、もちろん来ているんだけど、他の光のほうが明るいので、ほとんど見えてないんだ。
全反射3.pngP1230883.JPG
当日は、こういった解説はせずに、いろいろな角度から見てもらって、ふしぎを発見してもらいました。
また、持ち上げて、カップの底に片目を近づけて、観察もしてもらいました。
何が見えるかな?とよ~~~く、観察してもらったんだけど、自分たちで、いろいろ動作をして、どこが見えているか、感じてくれているようです。
P1230968.JPG
この画像を振り返ってKUBOさんはわかったんだけど、みんな、いろいろ自分で観察してくれてたんだね。すごい!すごい!
P1230964.JPGP1230967.JPG
この辺りまで観察が進むと、お友だちも、鏡のようになっているというのを感じてくれたようです。
また、実際にやってみたらわかるのですが、指が見える見えないのところですが、お友だちは、指紋が見える!と言ったりしました。
このブログを読んでいる皆さんは、どうして指紋が見えるという言葉が出たと思いますか?
指紋が見えるというのは・・・
分かりやすいように、指紋が見えない(何にも見えない・指が見えない)というのは、水がはいいったカップと指の間に、ほんのわずかの空気の層があるからです。光は、空気中から水中に入る時やその逆や、とにかく、違う物質(媒体)に進むときに、進む向きが変わります。だから、指が見えなくなるという事は、指とカップの間に、空気の層があるという事です。それも、光の波長以上の厚み。
それで、指紋が見えるという事は、空気の層がなくなった(もしかしたら指の水分)ので、指紋は、見えるようになったのです。この場合、プラスチックの層は、割愛しています。
ちなみに、カップに直接マジックで底に絵を描いたら、ちゃんと見えるよ。
KUBOさんが前実験した時に、この後出て来る、リボンの代わりに、シールを貼ったのですよね。そしたら、シールのベタベタした跡が、見えたんです。で、指やリボンをつけるセロハンテープだと、だいじょうぶだったのですが、お友だちの指は、案外しっとりしてたんだね。カサカサではないんだね~。(#^.^#)
この辺りは、実は、本当におもしろい思考実験なので、おうちの方と一緒にやってみてね。実際にやってみないとわからないと思うけど...
では、もう一つ!
≪おまけのふしぎ!≫
下画像のように、水が入ったのとはいってないカップの底を比べると、右の水が入ったカップは、底は正方形ではなく、長四角になったね(奥行が短くなった)。
P1230884.JPG全反射4.png
⑩の場所(底の端っこ)から来た光は、水から空気中に出るときに、空気中に出ることはできるのだけど、向きが変わるので、男の子は、点線のほうが、底の端っこだと思うんだ。

という事で、いろいろ観察したので、ちょっとカップをおしゃれさせましょうってことで、用意してたのがこういうもの
P1230938.JPG
左は、ウエハースのお菓子・コースター・その上がリボン・右は、先ほどからのカップ
工作は...
水が入ったカップのちょうど水ギリギリのところにリボンをセロハンテープで貼って、コースターに置きました。リボンは、先ほどの指紋が見える件と一緒で、セロハンテープをぎゅっと抑えるとテープの跡が見えるので、まあ、普通くらいに抑えます(そんなに気にしなくてもいいけど)
さきにもアップしていますが、こんな感じになって、
P1230909.JPGP1230910.JPGP1230912.JPG
コースターに置くと、こんなになります。
DSC_0788.JPG
コースターのもようが側面にかがみの様にうつって、底に空洞ができて、リボンが反対になってそこに沈み込んでいるようです。
見方を変えるとこんなにもなります。
P1230942 - コピー.JPG
も一つおまけで、ウエハースのお菓子を水の中に入れてもらいました。
P1230923.JPG
鏡のようになってウエハースが見えなくなっているね。
よ~く見ると、鏡のようになったところにカップに見えているものが映ったり、水が入ったカップにウエハースの袋がうつっていたり、するよ。
手前に見えているのと、水の中に見えているのでは、同じように見えないね。
空気から水へ光が進むときに向きが変わるので、こんなことが起こっているんだよ。
これまでの解説の図が、90度向きを変えたと思えばいいです。また、下記にリンクを載せているので、そこの中にも、解説があります。
この実験は、よくある全反射の実験で使われるもので、
味付け海苔の袋などでされている方もいらっしゃいます。KUBOさんも、おせんべいの袋とかでやったんだけど、お友だちが、喜んでくれるのはもっとないかな~。と思って、いろいろ探して、これにしました。
他にも、トレカの袋に入れるとか、情報をいただきましたよ。
先ほどの指紋の件ではないですが、グミの入った袋だったら、べったりくっつくので、ダメだろうと思います。また、ペコちゃんのぺろぺろキャンディーだったら、棒があって水に入れやすいので、いいかな~。と思ったのだけど、あれも、ベタッとくっついているので、ダメじゃないかな?予算があったら、プラスチックの容器に入った、ベビーチョコとかいろいろあるんだけど、お金がなかったので、これで我慢してね。♡
今日は、水の中から、光が出られなくなって、不思議なことがいろいろおこって、それを自分たちで発見してもらいました。
水だけでおこることではなくって、プラスチックの定規や、ダイアモンドでも!実はいろんなもので起こります。
P1230898.JPG
ダイアモンドは、水と屈折率も違うし、何度も何度も光の進む向きが変わるようにカットしてあるので、キラキラ綺麗に輝くんだよ。
今日は、「光が進む向きが変わる」という説明で進めてきました。
実は、鏡で光の進む向きが変わることは『反射』・水の中を光がとおるときに向きが変わることは『屈折』です(もちろん反射することもありますが)。
厳密にいうと、反射と屈折は、別に説明しないといけないことですが、『光の向きが変わる』という事でおおざっぱにくくって説明しました。
また、全反射の実験で、KUBOさんは以前、光ファイアバーについても、言及していましたが、以前から指摘は受けていたのですが、光ファイバーの原理と、全反射の原理は、厳密には違うと思ったので、今回の実験では、そのことには触れませんでした。情報をくださったみなさん。ありがとうございました。
最初に書いた、楽しそうにしている、お友だちの様子をアップして、今日は終わり!
sketch-1449039651977.jpgsketch-1449039518767.jpg
sketch-1449039878515.jpgsketch-1449039141500.jpg
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ちなみに、今回の実験と似た、全反射や光のみちすじについてのアップもあります。
他にもあると思うので、右の検索窓で検索してみてください。


こんにちは、みなさん。   おもしろ!ふしぎ?実験隊です。
今日は、こんなものを作ってみましたよ!
動画でどうぞ~!
ちょっと不思議な感じですが、実際は、こちらです。
DSC_0150.JPG
『手書きLED蛍光ボード』などという名前て、ホームセンターなどで売ってますが、ご存知でしたか?
Amazonだと、こんなものが、売っています。
71eqpPnYDXL._SL1127_.jpg
案外簡単に作れたので、ご紹介しますね。
材料は、こちら。
DSC_0146.JPG
・写真入れ(ART CLEAR FRAME):実際は、じっけんたい と書いているアクリルの板が2枚合わさっていて、その間に、写真などを入れるものです。左のB5という紙が間に入っていて、売っていました。ホームセンターなどで、2000円以内
・LEDのライト:電気屋さんやホームセンターなどで2000円以内。いわゆるLED型の蛍光灯。今回のは、壁につけたりして、暗い倉庫などのライトとして使う簡易型のもの。IKEAなどでは、テープ状のLEDがありますね。その方が軽くていいかも。100円ショップにも、LEDの10連結の様なイルミネーションがあるのですが、ちょっと明るさが弱い気がします。今回のライトは、ひとつひとつの粒が十分に明るいので、よかったです。上にカバーがありましたが、それは外しました。だから、黄色い粒粒(8個くらい)が裸で見えています。直視すると、眩しすぎるくらいです。
・アルミテープ:アクリル板をとアクリル板を貼り合わせたり、LEDライトをアクリル板とくっつけたりするところに使いました。ビニルテープでもいいのですが、アルミの反射を利用したら、明るさを保てるので、アルミテープにしました。こんな感じにあり合わせたりしています。
DSC_0147.JPGDSC_0148.JPG
左:LEDライトとアクリル板1枚をアルミテープでくっつけている
右の上の方:アクリル板とアクリル板をアルミテープでくっつけている
ライトをつけるとこんな感じです。
DSC_0139.JPG
ちょと汚れているかな。まあ、ライトだけということはないので、たぶん大丈夫でしょう。
メガネクリーナーなどでふいたらいいですね。
蛍光ペン(ホワイトボード用水性)で、で書いたらこんな感じ
DSC_0142.JPG
今回、たまたま、2枚のアクリル板が手に入ったので、こういう風にくっ付けたのですが、それがなかなか、おもしろく、最初の動画もそうですが、、
後ろのアクリル板に前のアクリル板が反射して、まるで鏡に映ったように、ちょっと不思議に見えました。
実験教室の入り口に、実験のテーマなどを描いて、置いておくと、おもしろいかなと思ってます。
おまけで。。。
アクリル板についてですが、ホームセンターなどには、アクリル板自体を売っていますね。こんな感じ。
DSC_0135.JPG
上の緑色のシールの方も、お店では、アクリルと書いてはあったのですが、これは、アクリルではないいですね。PET樹脂です。横から光にすかして見るとわかりますよ。
DSC_0134.JPG
どちらも、白っぽいですが、上の方が、光がとおってきています。下は、ほとんど通ってきていない。
下が上の写真の緑の方の、PET樹脂です。
それで、今回のボードのためには、アクリル樹脂がいいのですが...実は、上の画像のような、アクリル樹脂でダメなんですよね~。
それは、この横から見たところに、LEDの光を当てて、板に光を通すのだから、この部分が、これだけ濁っていては、光がとおりにくいのです、それで、磨かないといけないのです。でも、たぶん大変。
それで、今回のものには、こういった板で売っているものではなく、商品となっている、アクリルのフレームを使いました。横から見たら、こんなにきれいですよ。
DSC_0158.JPG
アクリルは、『樹脂の女王』と呼ばれるそうです。
優しく、きれいに磨いてやると、とってもきれいになるそうで。
その通り、扱いも難しいですね。ぜひ、眼鏡ふきなどを用意してくださいね。
===
ってことで、今回は、アクリル板を2枚使ったので、ちょっと面白いものができたように思えます。
また、LEDをIKEAなどで売っているテープ状で色が変わったりするものにしてみるのも、おもしろいかもしれませんね。
ちょこっと遊ぶだけだったら、アクリルの定規に横からLEDライトをあてると、いいかもしれません。

合わせ鏡の工作の準備

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こんにちはみなさん。
9月以降に、鏡を使った工作をやります。
それの試作品です。
後ろに見えるA4のコピー用紙に折り目と切込みを入れて、
P1190129.JPG
右に見える箱を作り。
こんなものを入れます。
上に見える四角いのは、鏡です。丸い蛍光灯が映りこんでいますね。
下の赤い丸いのと、黒い丸いのは、磁石です。
それぞれ下のオブジェ(と呼んでいるのですが)を鏡の裏からくっ付ける役目です。
A4の紙を折って作った箱に入れて上から見てみます。
P1190135.JPG
『ふしぎな貯金箱』とかの工作ですね。市販品ではこんなものがありますね。
P1190144.JPG
試作品の箱には、水玉なんてつけたほうが、いいかも。
こっちの方が浮いているみたい?
P1190136.JPG
黒いのはストローです。切込みを入れておいて、輪ゴムを通して、鏡の合わせたところにつけました。取り外しができるように。
鏡を張り付けたのは、アルミのシール
P1190142.JPG
箱に入れるのは、本当は、もっとちゃんとサイズやバックの紙を考えたほうがいいですね。今回は、そこまではしないので、簡単に済ませました。箱は、最後にお友だちに、渡して、よかったら使ってもらう感じです。でも、100個用意しましたよ~。
お友だちには、こちらで楽しんでもらうつもりです。
P1190140.JPG
自分で絵をかいて、うつり方を楽しんでもらうつもりです。
今回は、あんまりお勉強はないのですが、最初には、こういった観察をするつもりです。
P1190130.JPG
いくつ見えるかは、簡単な計算でわかります。
kagami.png
合わせ鏡の実験終了後に、お友だちの様子も併せて、アップしますね。
実際には、もう少し大きい展示物も、用意するつもりです。
そして、ちょっと面白いのは、こちら。
P1040227
こんな感じです。
今後の実験隊の予定は、こちらをどうぞ。

こんにちは、みなさん。
おもしろ!ふしぎ?実験隊です。
昨日、東児童館で、光のみちすじを考えよう!というテーマで、実験教室をしてきました
そのご報告は、今後行いますが、その時に説明した、水槽と、金魚の話を、アップしておきますね。
当日は、わかりにくかったと思うので、この説明をおうちの方と一緒に見て、思い返してください。
全反射.jpg
こんにちは、みなさん。          おもしろ!ふしぎ?実験隊です。
5月27日(月)にいつもの東児童館で、『感光紙マジック!』を行うのですが、その時のお持ち帰り実験道具を使って行う、おうちでの実験のやり方をアップしておくので、よかったら、見ておいてください。
当日実験教室が終わってからだと、KUBOさんは、まだまだ後かたづけに追われていて、アップどころではないので、お友だちがおうちに帰ってから、すぐできるように、情報を先にアップしておくってことです。
詳しい当日の様子は、27日以降にアップしますね。
===
持ち帰ったものの一つは、こんなもの。
IMGP1880.JPG
みんなの筆箱の中のものを感光紙に写し取りました。
ちなみに、
左上が、蛍光灯の下(1.5mくらい)10分放置
右上は、蛍光灯の下(1.5mくらい)3分放置
黄色っぽい感光紙が少し白っぽくなったくらいが良いようです。
もう一つ持ち返ったのが、こちら。
IMGP1883.JPG
ビニルパウチに絵を描いたもの(左上)と
それを感光紙に焼き付けたものに、色塗りをしたもの(下)。
途中経過として、右上のものがあったわけですが、下のもののように、色塗りをしたものを持ち返っています。
で、それをパウチにきっちり絵が重なるように入れて、
IMGP1884.JPG
持ち帰ったぷらカップに水を入れて沈めます。
IMGP1885.JPG
まずは、こんな感じに筒状にして入れてみてね。カップの上から見ると沈める前は上の画像のようですが・・・沈めると~。
IMGP1886.JPG
中に入れた感光紙に書いていた絵が消えてしまいます。感光紙自身が見えなくなっているのです。
で、カップの横から見るとこんな感じ
IMGP1891.JPG
ちゃんと見えますね。
動画で見るとこんな感じ。
筒の巻き方を変えてみました。
IMGP1892.JPG
沈めると
IMGP1893.JPG
見えてますね。これも、カップの横から見ているのと同じなんだけど、ちょっと紛らわしいかな?もう少しカップの口のほうから見下ろすようにしたら、中の感光紙は見えなくなる角度があるよ。
いろいろやってみてください。
もう一つおまけで、ビニルシートの上にカップを置いて、上から見てみるよ。
IMGP1896.JPG
ちゃんと見えるね。
横から見てみると
IMGP1897.JPG
見えなくなっている。
動画ではこんな感じ。
当日は、光の道筋を見てもらいながら、どういう風なっているか説明するつもりなんだけど・・・
光は、違うものに入るときに、道筋が変わることがあります。だから、こういった現象が起こるんだけど、ちょっと難しいかもしれないので、おもしろいなと思ってくれたら、いいかな~。と思って、みんなに紹介するつもりです。
基本今回は、感熱紙が、メインなので。
身近な例では、金魚鉢を下から見たら、上に金魚がさかさまに映っていたってことないかな?
全反射.png
この図は、とってもおおざっぱです。(>_<)
後、みんなに見てもらった光ファイバーもそういった現象を使っています。
詳しくは、27日の実験内容も書いてある、こちらを見てね。
みんながやったことは、お持ち帰り資料を見てください。
あと、みんなに見てもらったスターバックスのカップでも、おもしろい実験ができます。こちらで紹介しているよ。

当日の様子は、実験教室の流れも含め、27日以降にアップします。!(^^)!

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