カメラ&距離計を作ろう!

2002年高教組教科研究会
(2002/8/12@サンセール盛岡)
詳しい作り方を知りたい方に資料をお送りいたします。(実費は負担してくださいね。)
toretate@k3.dion.ne.jp
1. 前説                             もどる 次へ

 凸レンズを使ってカメラを作ろうというものです。凸レンズを通過する光は進路を曲げてあるところに像を結びます。 このとき、凸レンズから物体までの距離xと凸レンズから像までの距離yの間には、ある一定のきまった関係があります。 このカメラを使って、その決まった関係がどうなっているのか実験をすることができます。 また、逆に、物体をいろいろな距離のところに置いて、ピントがあう場所をマークしておくと、このカメラは、距離計としても 使うことができます。

 意図としては、このカメラは関数を物体化したものとして、関数の導入に使えるのじゃないかと、また距離計とみたときには、 その逆関数を表すことになります。また、xとyの関係は、反比例の関数を平行移動したものになります。 これを使って放物線の「平行移動」への自然な導入を考えたり、いろいろと使い道があります。

 しかし、そんなことよりも、こうやって、工作して、できた!といって覗いて見ると、きれいな像が、総天然色で見えるんですよ。 おもわず声をあげます。きれい!

 用意するものは、定規、はさみ、のり、工作用紙、黒模造紙、トレーシングペーパー、虫眼鏡、

 さあ!はじめましょう。

2. 工作用紙で筒をつくる                   先頭へ 次へ もどる
工程1くわしい設計図はここでは省略
工程2
3. 反射防止の黒い紙                      先頭へ 次へ もどる
工程3光の反射を防ぐ黒模造紙
工程4

 筒の内側は、光の反射を防ぐための黒模造紙をはります。きれいな像が見えるように成ります。 このようにして、同じ物を2本つくりますが、内側の筒は少し小さめにつくります。

4. レンズ取付部の製作                      先頭へ 次へ もどる
工程4
工程4
工程4
工程4

 余った工作用紙で、レンズ取り付け部分をつくります。外側の筒をはめ込めるような窓をつくり、 外側は、自分で用意した虫眼鏡の大きさにあわせて作ります。

5. スクリーン                  先頭へ 次へ もどる
工程5
内側の筒の先頭には、スクリーンとなる、「トレーシングペーパー」をはります。 工程6
内側の筒を外側の筒に滑り込ませて完成です。
6. さあ実験だ!                      先頭へ 次へ もどる
実験1
まず、40cm,60cm,80cm,100cm,1.5m,2m,2.5m,3m,4m,5mと、巻尺で計って目印をおいておく。
実験2
それぞれの距離に、目印になるものをおいて、ピントをあわせ、レンズとスクリーンの距離を調べていく。
実験3
実験4
みんなで、実験している様子は、ほほえましい。 実験2
測定しながら、カメラの筒にピンとのあった場所をマークしていく。これによって、このカメラは、距離計にもなる
実験3
スクリーンに映る像は上下反対になる。両方の目で見ると・・・
                                  先頭へ 杜陵サークルへ 
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