光のみちすじの最近のブログ記事

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!
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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。


ちょっとふしぎなスプーン!

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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。

今、ちょっとバタバタしている、といっても遊んでいるのですが、ブログにも、アップしておきますね。

カレースプーンなどは・・・DSC_0745

凹んだ方を見ると、上下さかさま。ちょっとした、光の勉強に使えますね。

凹んだ方にもっと目を近づける、上下さかさまだったのが、でっかい目が見えて、眉毛がちゃんと目の上にあるのがわかります。

とっても近づくと、さかさまではなくなるんです。

で、実は、このスプーン。もっと楽しめて・・・

念力で、曲がるんです!なんて、ことではなくって、

ライトに向けてみると...DSC_0747

透けるんです!\(◎o◎)/!DSC_0748

実は実は、これは、プラさじに、ステンレスメッキをしたもので、すっごく軽く、ティースプーンだと、ひとつ10円くらい。カレースプーンは、30円くらい。

フォークもありますよ。

ちょっとおしゃれな雑貨屋さんとかにあるようです。

本当は、手に持って、あれ!?かる~。ってことでびっくりさせたかったのですが、いまのところ、デコって、ゆらゆらさせて、遊んでます。ヤジロベエっぽく!

DSC_0749

凹面鏡については、こちらをどうぞ!

拡大鏡は、凹面鏡

【追記】
カッティングミラーを使った魔鏡工作について、像が現れる利理由について、間違っていたことを海後りゅうせいさんにご指摘いただいたので、
★追記として
追記します。
とくに、像が現れる理由については、下記にアップしなおしています。

こんにちは、みなさん。   おもしろ!ふしぎ?実験隊です。
2015年4月27日にいつもの東児童館で行った、実験教室のご報告です。
いつもの I さんと、神田さんがお手伝いに、来てくださいました。
ありがとうございます!
makyou4.png
27年度はじめての実験隊です。ピッカピッカの1年生がたくさん。もうかわいすぎて!かわいすぎて!
もちろん2年生以上も、いつも通り元気で、6年生は、お手伝いもしてくれました。
ありがとね。いつも助かっています。
・・・
ってことで、
テーマは ふしぎな鏡:魔鏡・無限鏡 です。
KUBOさんが準備したのは、こんなもの。
まずは、演示の流れを描いたホワイトボードと演示物
P1220322.JPG
こんなもので遊んでもらいましたよ。
P1220320.JPG
工作物は、こんな感じ。
P1220321.JPG
ではでは・・・
===
まずは、鏡について。
鏡って何でできているのかな?
鏡は、ガラスに、金属を吹き付けて作るんだそうです。だから、鏡を紙やすりで、ゴシゴシすると、ガラスが現れて、こんな感じ。
P1220323.JPG
あそんでる!
P1220345.JPG
ちょっとびっくり、楽しいね。
でも、昔は、金属をみがいて!みがいて!ピカピカさせて、鏡を作っていたそうです。金属の性質の一つ、『金属光沢』を利用しているんだね。
いくつかのかがみを持ってきたので、みんなにも、触ってもらいました。
★凹んだ鏡
P1220328.JPGP1220347.JPG
後ろから見たら、凸膨らんだ鏡で、レジの上などにあるよって、説明したよ。凹んだ鏡については、以前やったこちらをどうぞ
こちらは、
★拡大鏡(だと思うのですが)
P1220330.JPG
すこーし凹んでいます。顔が大きく見えるよね。机の上において、回すと、くるくる回ったね。
御椀のような形になっているということ、すなわち、凹面鏡!
こちらに動画などアップしています。
★かがみを平行にしてみると
P1220329.JPGP1220348.JPG
自分の顔が、いっぱい見えたね。
★合わせ鏡
これは、遊んでいる写真はKUBOさんが消しちゃってないけど、この記事の最初においている、ピンクのかがみが合わせ鏡です。以前やった実験は、こちら
ということで、遊んでもらった後は、工作しながら、ふしぎな鏡を体験してもらいました。
まずは、
【魔鏡】
実は、2008年、7年前に、この魔鏡つくりやったんだけど、
この時は、白銅(50円100円硬貨と一緒)に、絵を描いて、それを磨いて、魔鏡を作りました。
しゃかしゃか磨いてそれはそれで、楽しかったのだけど、今回は、カッティングミラーを使いました。
カッティングミラーについては、こちらをどうぞ。

カッティングミラーの変更について


では、魔鏡というのはどういうことかというと・・・
P1220265.JPG
かがみに太陽光を当てて、太陽の光を白い紙に跳ね返しています。跳ね返った光には、白く絵が浮かび上がっていますね。
実は、鏡の裏には、ボールペンで絵を描いているのです。
こんな感じ。
P1220266.JPG
赤のボールペンで強く絵を描いていたんです。こちらは、反射した部分に、よ~く見ると、赤と黒の絵が映っていますね。
鏡の面には、何もないのに、光に当てると、不思議なもの用が浮かび上がる!そこが魔鏡なんです。
実は、魔鏡の裏には、凸凹があって、それが影響して、映し出されているのです。
2008年の実験も読んでおいてください。
今回は、カッティングミラーでやったのですが、
角がとんがっていて危ないので、簡単にですが、枠をつけました。枠をつけたら、しっかりとまっすぐにもなるので、よいですね。
お友だちにもやってもらいましたよ。
カッティングミラーのかがみの面でない方(くすんだ鏡って感じ)に、ボールペンで強く絵を描きます。
P1220354.JPGP1220356.JPGP1220357.JPG

P1220344.JPG
白い枠のほうが、カッティングミラーのくすんだ方に、赤ボールペンで絵を描いています。
ボールペンを赤にしたのは、
反射光の中に写るのが、赤いボールペンの絵がそのまま反射されたもの(赤い色で浮かび上がる)と
赤いボールペンで書いたために、凹んで光が届きにくくなったために黒く浮かび上がるものができるのですが、
その違いが分かるように、赤いボールペンにしました。黒のボールペンだと、黒が二重になり、わかりにくいからです。
実際には、赤いボールペンがうまく描けなかった(つかなかった)ので、ボールペンの筋が残っただけになったお友だちもいましたが、それでも、黒く浮かび上がるので、問題はありません。
大事なのは、少し強めに、書くことです。あまり強く描きすぎると、ミラーのほうにまで、影響するので、そこまでは強くしない方がいいです。

太陽光に当てるのが、一番いいのですが、当日は、夕方のお部屋だったので、お友だちには、LEDライトを使って、観察してもらいました。
P1220362.JPGP1220363.JPG
ミラー(ぴかぴか)のほう。
P1220280.JPG
こちらも白く写っていますね。
ボールペンで書いたほうは、黒くなるのに、ミラー(鏡)の方は、白く浮き出ます。このあたりも、不思議。
裏の書いてある方では、こんな感じ。
P1220274.JPG
赤のボールペンで書いているので、赤く見えてもいるけど、黒くも見えるね。
魔鏡の現象については、最後に書きますね。
次は
【無限鏡】
こんなかがみを見てもらったよ。
P1220364.JPG
この画像では、ちょっとヨガんでいるけど、箱の前に鏡が置いてあるように見えます。
中のライトをつけると!
P1220324.JPG
箱の奥には、ライトと、オバケちゃん!
こんな感じになっています。
P1220325.JPG
実は、上の画像は、ヨガんだ鏡の扉を左側からあけています。
だから、全体の前面には、最初のヨガんだ鏡があって、そのおくに光ったオバケちゃんがあります。ヨガんだ鏡の扉を閉めているわけではないので、ガラスのほうになって、向こう側が透けているのです。ちょっとわかりにくいかもしれませんが...
実は、このヨガで見えた鏡は、ハーフミラーといわれるのもで、ハーフって、半分ってことなんだけど、
半分鏡で半分ガラスって感じのものです。
あまりこの画像は、本文とは関係ないので、わかりずらい方はスルーしてください。
最初に、鏡は、ガラスに金属を吹き付けるって書いたけど、うっすら吹き付けると、ハーフミラーができるそうです。
ハーフミラーは、明るい方から見ると、鏡のように。
暗い方から見ると、ガラスのように感じます。
お持ち帰り資料には、こんな絵で説明したよ。
ハーフミラー.png
暗いところにいるハカセには、男の子が見えています。 明るいところにいる男の子には、ハカセは見えず自分(男の子)がかがみに映って見えています。
夜おうちの中からカーテンを開けて外を見ると、ガラス窓にはおうちの中がうつって見えると思うよ。それと一緒だね。
お友だちにも、体験してもらいました。
P1220337.JPG
左のものは、KUBOさんが作ったもの。
案外簡単に作れます。
ってことで、みんなにも、ちょっと遊んでもらいました。
ちっちゃなハーフミラーを手のひらにおいて、見てみたら、
目が映ったけど、手のひらをどけると、向こう側が見えたね。ちょっと不思議。
で、ちっちゃなハーフミラーをこんな感じに、置くと...
P1220287.JPG
正面から見ると、こんな感じ。
P1220284.JPG
ライトが続いているように見えるね。ちょっとした無限鏡です。
P1220343.JPG
おうちでも遊んでみてください。LEDライトは、眩しいので、直接見るのは、あんまりよくないよ。
アンケートでは、この無限鏡が面白かったというコメントが多かったです。もっとちゃんと作ってもよかったね。
【魔鏡で像が映し出されることについて】
KUBOさんは、2008年に、白銅を磨いて魔鏡を作る実験をしました。
その時は、理科教室という月刊誌の記事(小林眞理子 〈魔鏡を作ってみませんか〉を参考にしました。
その記事の中では、富徳英雄さん・渡邉雅人という方のお名前もありました。ネットでは、情報を見つけられなかったので、工作については、リンクさせることはできませんでした。
魔鏡については、最近は、プリンターとともに、話題になりましたね。【魔鏡】で検索すると、魔鏡ができる理由が探せると思います。下記のサイトをFBのお友だちからご紹介いただいたので、載せさせてもらいますね。


他にも、検索すると、情報があると思います。

ただ、そういった情報(たとえば、上記最初のリンク先毎日新聞のニュースの抜粋)
・・・
鏡を横から見ると文様によって肉厚の部分と肉薄の部分がある。鏡面を研磨する際、薄い部分には力がかかって本体がたわんで削りにくく、厚い部分は削りやすい。その結果、鏡面に、裏面の文様に対応する形で僅かな凹凸ができる。光を当てるとこれらがレンズの働きをして凹部は光を集約して明るく、凸部は散乱して暗くなり、文様が浮かび上がる。
・・・
は、鏡を磨いてできる、魔鏡のことだから言えるわけで...
では、今回使った、カッティングミラーでは、磨いていないのに、どうして、絵が見えるのかな?ということなのですが...ここからは推測です。
まず、絵を描いたほうに、光を当てて、黒いもようが見える
P1220266.JPG
理由は...
まずは、下記のような普通の状態を考えます。
太陽光などが、鏡(斜めになっている灰色の物体)に当たって、反射光が下の紙(緑色)に映し出されているようですです。
makyou1.png
規則正しく、正反射しています。
太陽光から書いた5本の光線は紙には、上のように届いています。
もちろん他の部分も、同様ですので、紙全体が均等に明るいはずです。
===
次に、かがみにもようを描いて、凹みができた状態を考えてみます。
上の絵と同じように、5本の光線が凹みに届いたとします。
makyou2.png
凹みで光線が反射されると その後の光線は、図のようになり、
もようがないときの作図の時に届いたであろう場所ではないところにも届きます。
それで、全体(凹みでないところ)の明るさより暗くなり、他より黒く映し出されるのだと思います。
===
次に、鏡の面に、光を当てて、白い模様が見える
P1220265.JPG
理由は...
これが、最初は、よくわからず。実際にやってみて、感じたことから考え付いたのですが・・・
もしかしたら、ボールペンでゴシゴシ書くことによって、反対側(鏡)の部分がさらに平たんになって、光を正反射できるようになったのではないかな?と思いました。
★追記
上記「平たん」というのは、間違っているようです。
この後は、最初にリンクさせている記事の方で、ご覧ください。


こんな感じ。
makyou3.png
カッティングミラーの鏡の面は、確かに鏡っぽいですが、
きっと実は凸凹で、
そこに力を入れてゴシゴシ絵を描くので、描いた反対側(鏡)の部分は、まわり(凸凹している)より少し平たんになるのではないかと思います。
だから、鏡に当たった光のうち、
何もしていない凸凹の部分は、少しは乱反射されやすく、来た光より暗くなり
平たんになった部分は、凸凹より正反射されやすくなり、明るく見えるのではないかと思います。
だから、このお絵かきをするときは、できたら平たんな硬いもの(金属)の上で行う方がいいのではないかと思います。今回は、机でやったのですが、まあ、うまくいきました。
ただしこれは、本当かは、まったくわかりません。結果からこじつけた考えですし。
それに、カッティングミラーのフィルムの性質などもあるかもしれません。鏡の面の方をゴシゴシすると、吹き付けられているものが取れて、反射しにくくなったりもします。
カッティングミラーは、最初から少したわんでいるのですが、それが原因かな?とも思ったのですが、それはあまり響いてないようです。
実際にカッティングミラーをお持ちの方は、ぜひ、やってみてください。
また、KUBOさんは、このカッティングミラーを使った魔境つくりは、2014年に行われた、サイエンスフェアリー@静岡科学館るくる さんの会場で、知りました。出来上がったものを見せていただいただけなので、本当に、こういった作り方でいいのか、また、魔鏡になる理由などは、お聞きすることができず、ネットでも検索できなかったので、ここでは、その情報を挙げることはできませんでした。何か、情報をお持ちの方がいらしたら、コメントお願いいたします。

ってことで、今回の工作で、昔からある魔鏡についての説明ができるわけではないということを感じたのが、ちょっと残念でしたが。。。ご報告でした!
魔鏡についてちゃんとお友だちに理解してもらうのは、少しハードルが高いと思いましたが、鏡ってすごいな!とか、鏡で不思議なことだ出来た!と思ってくれたら、うれしいなと思いました。
お友だちの中に、実験の途中で「これって、普通のかがみでやったらすごいんじゃん!?」って言ってたお友だちがいました。
そうだよね。本当に、普通のかがみでやれるかな?トライしてみてね!

今の時期は、太陽で遊ぼう!

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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。

昨日は節分。そして、今日は立春。太陽の低さを、感じるのではないですか?
実験隊のFBページで、今の時期の太陽での、楽しい観察?についてアップしているので、こちらでも、お知らせしておきますね。
今の時期は、太陽で遊ぼう!
お茶室のふしぎ!
こんな画像を入れていますよ。
10525999_701012733352703_6628095396945537337_n.jpg
お茶のお釜ですが、なにかが映っているのわかりますか?
実験隊のFBページは、FBをやってらっしゃらない方でも、ご覧いただけます。
ブログでご紹介していないネタも、入れているので、ぜひご覧くださいね!

合わせ鏡の実験

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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。
9月10日、つくば市立二の宮児童館で、『合わせ鏡の実験』を行ってきたので、そのご報告です。
この後、桜南・東児童館他でも、同じようなことをやっていきますので。ぜひ、右の、26年度予定をご覧になって、ご参加くださいね。
ちなみに、今回の活動は、つくば市こども課さんとの、協働事業です。

まず、鏡の実験の前に、ものが、どうして見えるのかな?ってことをちょこっと説明。
ものには、自分から光を出しているものもあれば、光が当たって、見えているものもあるんだね。
鏡は、そういった光を、規則正しく跳ね返すので、違う方向に、光を当てることができました。
P1190165.JPG
上の画像は、右上のライトから、下にある鏡に光を当てています。鏡を動かすと、左上の天井に当たった光が移動します。
お友だちは、小さな鏡を使って、実験しました。
小さな鏡は、ミラーシートと言って、カッターで簡単に切り分けられますよ。
鏡の前に、オブジェを置いて、観察。
オブジェには、向きがわかるように、シールを張っています。P1190130 - コピー.JPG
1枚の鏡の前に、オブジェを一つ置くと、鏡の向こう側に、オブジェが一つ見えます。
シールの向きは、おなじ。

では、もっとたくさんにすることはできないかな?ってことで、もう1枚、鏡を増やしました。
平行にした鏡の間に、オブジェを入れると、いっぱいつながって見えたね。
P1190168.JPG
シールの向きは、どうかな?
オブジェは、いっぱいになったね。奥の方に見えるオブジェは、少し暗くなったように感じます。何度も、何度も、鏡に反射して、映っているので、光がかがみに吸収されたりして、少し暗くなるのです。
こちらの光と色とさんのサイトには、鏡についての解説がたくさんあります。こちらもその一つ。
次に、2枚のかがみを合わせ鏡にして、実験をしてみました。
P1190175.JPG
チラシの上に置いて、いろいろ観察したら面白かったね。
タオルの上に置いたお友だちもいました。
P1190170.JPG
でも、ちょっとお勉強ということで、こんな線の上に合わせ鏡とオブジェを置いて、観察したよ。
P1190174.JPG
P1190180.JPG
鏡を合わせる角度で、オブジェの数が変わったね。
P1190130.JPG
シールが同じ方向に見えるときもあれば、反対側に見えるときもあったね。
上記の線は、こちらから、ダウンロードできます。ってほどのものでもありませんが...!(^^)!
2014実験隊.pdf
自分では、うつる様子が観察できているけど、光がどう進んできているかは、わかりづらいので、
KUBOさんが、前で、演示をしてみようと、準備していたものがあったのだけど、説明できなかったので、このブログでは、それを書いておきます。
まず、どんなふうに光が進んできているのか。
P1190158.JPG
4つの磁石は、お友だちのオブジェにつけていたシールだと思ってね。白のシールからの光は、どんなふうにたどっているかを考えてみます。
P1190154.JPG
これは、あわせかがみを90度にした時のモデル。白いシールから出た光は、鏡に当たって、90度反射されもう一枚のかがみに当たり、90度反射され戻ってきます。
人間は、光はまっすぐ進んでくると思っているので、もどってきた光の奥の方に、白いシールがあるように思うのです。
お持ち帰り資料に書いているので見てみてね。
kagami.png
P1190151.JPGP1190146.JPGP1190154.JPG
    一枚鏡            120度          90度
P1190155.JPGP1190156.JPG
    75度          60度
ちなみに上記は、光のみちすじを追っているので、どのように、目に届くかではありません。
この辺りをもっと詳しく説明できたらよかったのですが、
ちょっと時間が足りませんでした。
ごめんね。
で・・・・
みんなのシールが貼ってあったオブジェは、磁石だったので、下の画像のプラスチックのもの(金属を中に入れている)を鏡にくっつけてみました。P1190139.JPG
本当は右の黒い磁石とらせんのわっかも用意してたんだけど、あまりごちゃごちゃになりそうだったので、割愛。
上に見えるように、合わせ鏡に、黒いストローを取り付けて、柱に見えるようにしています。
これらをこんな風にセットして(もちろんお友だちのには、右の青いのはありません)
P1190136.JPG
A4のコピー用紙で作った箱に
P1190129.JPG
セットすると、
P1190135.JPG
ちょっと空中に浮いているように、見えないかな?当日は、なかなか、よく見えたようです。
おうちで、水玉とか、書いたら、さらに浮いて見えるかも。
みんなに最初に遊んでもらった、こんなおもちゃをイメージして作りました。
P1190144.JPG
お友だちには、紙に絵をかいて、
P1190181.JPG
置いてみて、
P1190183.JPG
動かして、遊んでみました。
P1190184.JPG
もちろん、鏡を立てて、鏡の合わせる角度を、変えも、おもしろいね。

今回の実験は、KUBOさんは、やろうと思ったことがいまいち説明できずに、終わってしまって、ちょっと反省しているところがあるのですが、実際お友だちは、おうちに帰ってから、遊べることが多かったのではないかな?と思いました。
だから、もっと工作は、シンプルにして、おうちでやれることをきちんと説明すればよかったかな?
このブログを見て、もう一度合わせ鏡で、遊んでみてくださいね。

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。
以前、『光のジュースの実験』中の実験を解説する記事をアップしたのですが、ちゃんと説明し切れてなかったので、アップしなおしますね。
当時のアップは、こちらです。
光のジュースで遊ぼう!の中の実験を解説してみる!

そもそも、上記の記事の質問は、
この画像の 
P1160158.JPG
緑と青の光(影)はどうしてつくられるのか?というものでした。
実験を通して説明しようとしたのですが、やっぱり、光のみちすじで説明したほうがいいかな?と思い、ざっとですが、図にしてみました。
まあ、今考えると、『緑と青の光は、どうやってこのスクリーンに届いているのか?』という質問だと思えば、よかったのかもしれません。
この実験では、こんな感じで、赤緑青のLEDをスクリーンに当てます。
P1160147.JPG
まず、①の部分に鉛筆を置いてみます。
赤・緑・青の光だけを当てた時
実際は、白い横線がスクリーンの下になっています。上の画像で言うと、折れ曲がっているところ。
hikari (7).pnghikari (1).pnghikari (8).png
赤緑青の光をいっぺんに当てた時
hikari (6).png ↖図1とする
ただし、この図1は、赤緑青の光がどんなふうに進んでいる(広がっている)か書いているだけで、実際の光の色あいとは違います。黒い横線が先ほど白かったスクリーンの下です。
P-Pointで、透過率を50%にして、色付けしてみました。ただ、緑青赤の順で重ねているので、実際の光の重なり具合の色あいとは、まったく違います。
それで、上記をもとに、やらせですが、色を付けてみました。
hikari (4).png 図1↗も置いておきますhikari (6).png
スクリーンには、真ん中にシアンが映りますね。
これは、赤の光が当たってないからです。
図1のほうがわかりやすいですね。ただし、図1では、シアンは、ちょっと青っぽく見えています。
実際の画像は、こんな感じです。
P1160164.JPG
それで、鉛筆を①より奥の②に置いたらどうなるか
hikari (3).png↖図2こんな感じ。 hikari (2).pngこうなる
図2を見ると分かるように、スクリーンに出てきた緑と青の光の影は、緑だけ・青だけの光が届いていたということですね。
実際の画像は、最初にありますが、こんな感じ
P1160158.JPG
以前のアップの時に
ZAM20さんに、ご指摘をいただいていたのですが、ご指摘いただいたことがこういう説明で解決しているかは自信がないですが、こういう説明にしてみました。
私は、どうも、減色混合・加色混色というのがすんなり頭の中で展開できないのですよね。
もう少しうまく説明できるようになったら、ご報告しま
す。
ZAM20さんお返事が遅くなったことをお詫びいたします。
【追記】
この記事を、FBの方でも、アップしているのですが、そこで、FBのお友だちからコメントをいただいたので、下記におきますね。
===
1.減色混合云々とありますが、絵の具のように特定の色の光を吸収する物質を混ぜる
実験ではありませんので、加色混合のみ考えればよいと思います。

2.イエロー(Y)とシアン(C)のラインが近づいて重なった時に緑(G)が出現する説明ですが、
Y=G+R, C=B+Gなので、Y+C=(R+G+B)+G=Gで良いのだと思います(R+G+B=白色なので)。
===
なるほど、そうですよね。
ごり押しで、光のみちすじをかんがえてみたのですが、上記のように、考えると、よいですね。
すんなり、言えますね。
もう少し、こういった説明ができるように、精進せねば~!!(^^)!
ありがとうございました。
こんにちはみなさん。  おもしろ!ふしぎ?実験隊です。

2013・12・09つくば市立東児童館で行ってきた、『光のみちすじを考えよう!』のご報告です。
この光のみちすじの実験は、これまでに、2回ほど行っています。
前回と少し違う実験も行いましたので、それも併せて、ご報告しますね。
ただ、お持ち帰り資料には、「線香の煙」を使うことも書いていたのですが、当日は、行いませんでした。おうちに線香があるお友だちは、おうちの方と一緒に行ってくださいね。
当日、線香の煙の実験を行わなかったのは、
・最近は、煙がよく出る線香があまりないこと
・煙が出にくくても、においがきついと感じるお友だちが多いこと
・線香の煙を入れるときに、容器をダメにすることが以前多かったこと
・水の中での屈折に重点を置きたかったこと
などからです。
また、今回は、いつもふらりといらしてくださる、Kさんが、写真まで撮ってくださいました。どうも有り難うございました。
お友だちも、Kさんがいらっしゃるところに冬休み遊びに行って、科学に触れてくださいね~。
では、はじまりはじまり~。
当日、KUBOさんが用意したものはこちら
P1160836.JPG
説明の準備はこちら。
P1160838.JPG
まず、お友だちに、「みちすじ」ってわかる?って聞いたのですが、いまいち?でしたね。みちすじはこんな感じ。
P1160851.JPG
って、何を言っているかというと(#^.^#)、例えば、おうちから学校まで、みんながどんな道を通っていくかな~。その通っていく道を、今日は、光の場合で、見えるようにして、いろいろ観察してみよう!ってことなんだったんだけど...
まずは、①4色ライトの実験。
こちらを使います。
P1160841.JPG
筒に赤緑青黄色のセロファンを貼っています。
横からも見えやすいように、色つきのビニルテープを貼っておきました。
そして、下から右手に持っているソケットに電球を入れて筒の下から照らします。
P1160844.JPG
天井に向けると、そのまんま、投影されます。
P1160845.JPG
赤・黄色と、そのまままっすぐにあたっていますね。
筒を下げると~。という質問にも、みんな大正解。
うつしたのが、大きくなってさらに、薄くなったね。
P1160846.JPG
光は、まっすぐ広がりながら進んでいるみたい。でも、途中が見えないよね。ってことで間にファイルケースを入れてみました。
P1160847.JPG
おお、ちゃんと映っている。
どこかに寄り道して曲がったりせずに、ちゃんとまっすぐ進んでいるみたいだね。でも、光のみちすじを見るときには、広かったりすると、わかりにくいので、レーザーポインターなどを使います。こんなのね。
P1160848.JPG
だけど、やっぱり道筋は見えない。
これは水にあてたところ。もちろん見えない。
P1160888.JPG
そこで、こういう風にすると、見えてきます。
これは、水に、ワックスを入れました。
P1160850.JPG
綿だってできます。光が窓から射してきたときに、ほこりなどがあったら、道筋が見えることがありますね。それも同じです。
綿や水の中のワックスの粒に、光が当たって跳ね返って、それで道筋が見えているのです。
P1160891.JPG
で、みんなには、レーザーポインターを使って実験してもらうのは、怖いので、こちらを使ってもらいました。
P1160852.JPG
これは、以前も使った、ぴかっとライン。教えてもらった方のサイトとか、詳しく書いているので、こちらをご覧ください。以前の、実験の様子もアップしています。
材料はこんな感じです。
P1160837.JPG
これを使って、水が漏れない容器(これも上記サイトに説明あり)にワックスを入れた水を入れ、光のみちすじを見ることにしました。
まずは、ライトを組み立ててみる。
P1160853.JPGクリックすると大きくなります。
ライトを自由にあててみる
P1160859.JPGP1160892.JPG
では、今度は、ちゃんと、屈折と反射を見てみましょう!ってことで、
まず、ホワイトボードのほうで、KUBOさんが演示。
P1160863.JPG
全反射
P1160864.JPG
なかなか、よく観察できます。
みんなにもやってもらいました。
P1160893.JPG
観察できたところで、今回は、こういったものを用意していました。
P1160870.JPG
スクリーン。
これの①・②・③の位置から、ぴかっとラインの光を当てます。
P1160865.JPG
水中をまっすぐ進み、スクリーンの真ん中に当たります。
次は②と③
P1160866.JPG
まがって、でも、①と同じように、真ん中に当たります。
これは、みんなが知っている虫眼鏡を使った時の、光のみちすじに似ているんだ。
光を集めているんだね。って説明をしました。
実は、これは、最初の4色ライトの時の説明に繋がって、
当日は、こんなことを最初にしていました。
まず普通                   間に虫眼鏡
P1160884.JPGP1160885.JPG
ちょっと大きくしてみます。
これは、4色ライトの上に、虫眼鏡を置いて、天井にうつった色を観察しています。
P1160885.JPG
映った光は明るくなっていて、さらに赤緑青黄色の色は上下左右さかさまになっています。
この演示の時には、お友だちを混乱させたらいけないと思って、さらっと面白い実験ということでみせたのですが、高学年のお友だちには、スクリーンに当たった後の光のみちすじを考えてもらったら、このあたりの発展になったかもしれなかったです。
今回は、まあるい容器だったのですが、虫眼鏡は、これをギュッと押して少しひしゃげた形ってイメージしてくれたらいいかな。
一応、焦点距離とか、考えて、スクリーンの場所を決めたりはしていました。。。!(^^)!
そして、次は、まあるい容器を、雨粒に見立てました。
雨が降った後、お空に雨粒がいっぱいあってそれに太陽の光が当たって太陽の光が雨粒の中ではねかえったり(反射)曲がったり(屈折)して、進んでいる様子がこんな感じ。
P1160835.JPG
②・③よりもっと外側にライトを置くと、観察できます。
お友だちも、見えたかな。
虹が見えるときは、太陽は頭の後ろにいるんだよってことを話しました。
お持ち帰り資料に少し詳しく書いているので、おうちの方と一緒に見てください。ハカセが解説してくれています。
niji.png
補足をすると、この雨粒では、紫色の光は見えますが、赤色の光は見えません。赤色の光は、他の雨粒から来ているんだね。
最後は、光ファイバーもどきをくっつけて、クリスマスっぽくしました。
P1160879.JPGP1160901.JPG
ぴかっとラインは、安全に、光のみちすじを観察することができます。お友だちも、おうちで、実験してみてね。
こちらは、購入した光源装置です。
P1160861.JPGP1160862.JPG
よく見えますね。
この演示では、金魚の水槽を下から覗いたら上に金魚がうつっていることや、コーヒーカップに水を入れたら、コインが見えなくなりことの説明をしようとしています。
ただ、当日、ごたごたして、すっきり説明できなかったので、こちらを見てね。

では、東児童館での実験教室は、今年は、これでおしまい。
冬休み、風邪ひかないように、楽しく過ごしてね~。(#^.^#)
今回は、『子どもゆめ基金』から、材料費などの支援を受けました。

2015年12月

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