針穴写真機原理説明機
- 針穴写真機の原理を見てもらいました -
ピンホールカメラは、光の直進性を利用しています。 レンズも無いのに絵が映るか不思議です。
そこで、ピンホールカメラの原理を知ってもらうために、顕微鏡のケーラー照明の絞り部分をピンホールに
見立てた物を製作してみました。 （製作すると言ったほどの物でもないですが・・・）
ピンホールの板と、トレーシングペーパーのスクリーンをL字金具とクリップで立てて使います。
顕微鏡のコンデンサーレンズです。
この下部の、コンデンサー絞りをはずします。
これが、コンデンサーからはずした絞りです。
これを、ピンホールに見立てて、板に取り付けます。
絞りの目盛りは、１〜３０とありますので、１ｍｍ〜３０ｍｍに絞れるようです。
（ 最小は１ｍｍなので、完全なピンホールとは、言えないかもしれないですが・・・。 ）
これを、最初の写真のように、板に取り付けます。
最初は、絞りを開いて、徐々に絞っていきます。
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すると、スクリーンに徐々に倒立した映像が見えてきます。
（ ボケた映像が見えてきた後、ボケた映像が、徐々にシャープになってきます。）
穴が小さくなれななるほど、映った絵は暗くなるけど、像がシャープに映る様子が、連続的に見てもらえます。
プロジェクターなどで、（元の絵となる）スクリーンを前方から絵を照らし、ピンホールを通して手前のスクリーンに
投影すると、逆さになった映像が観察できます。
スクリーンに書いた文字を後ろから照らしています。
スクリーンの様子
手前のスクリーンに写った画像
別に、絞りでなくても、大きさの違ったピンホールを用意して、交換しても同じです。
（ 段々、小さな物に変えていくと、徐々に写った絵が シャープになっていきます。）
また、部屋を明るくして、この絞りをつけた板を中心に置き、両サイドに透明なアクリル板を立てます。
一方のアクリル板のここからでた光は、対側のアクリル板のどこへ行くか、と調べていくと、
光路の理解もしやすいと思われます。 ピンホールに対し、点対称になる様子、逆さまに映る様子が
立体的に体感できると思います。
（ ここからの光はここに、ここからの光はここに、・・・、と、マークしながらやっていくと良いと思います。）
光路のかわりに、木の棒などを使用したり、しても良いと思います。
（この場合も、べつに絞りを使う必要はありません。板に穴が開いていれば、それをピンホールに見立てて、施行すれば同様です。）
さらに、部屋を暗くして、ピンホール越しに、スクリーンに懐中電灯などの光源を照らします。
光源を動かすと、スクリーンに映った光源の軌跡は、光源の実際の動きと１８０度倒立の動きをします。
原理を考えると当たり前ですが、以上の様な事を行うと、子だもたちに針穴写真機の原理が
体感的に分かってもらえるような気がしました。
千葉県柏市立富勢西小学校 科学クラブ 日記