光線万華鏡



周囲からの光で,光線の束が交差して美しい模様が観察できます
○こんな実験です
塩ビミラーの鏡の部分を直線上に削り取り,光を内部に取り入れるための筋を入れ,油性マジックで色づけして色づいた光線が反射する万華鏡を製作します。三角錐や四角錐,立方体などいろいろな形をの万華鏡を作ってみましょう。

○こんなことが学べます 
組み合わせた鏡の形や,角度によって光の反射の様子が変わります。反射の法則や図形の対称性について学ぶことができます。

○こんな仕組みです
鏡は光を反射します。三角錐の万華鏡では,3枚の鏡でできる角度による方向に光が反射され,さらにその反射光が何重にも反射され,描いた線の何倍にもなって,網の目のように観察されます。 

塩ビ鏡に三角錐の展開図を描く
○準備しよう
塩ビミラー,アクリルカッター,定規,セロハンテープ,カラー油性ペン,はさみ

○入手先
塩ビミラー:(株)シータスク,東急ハンズ等

○作ってみよう
@塩ビミラーの裏側に,同じ大きさの二と右辺三角形を3枚あがきます。
A描いた線にそって定規をあて,アクリルカッターでひっかきます。直角な机の角等で,線にそって折ると,塩ビミラーは線にそって割れて,切り取ることができます。
B万華鏡の中に写る光の線を作るため,アクリルカッターで塩ビミラーの裏側をけがいて透明な筋を付けます。1回では細いので,2,3重に幅をとってけがきます。
C明るい光を通して,けがいた線がとぎれたり,ふさがったりしていないか確認します。
DLけがいた線にそって,好みの色の油性ペンで塗り分けます
E明るい光を通し,色むらがないか確認します。薄い線は重ね塗りします。
F塩ビミラーの面のフィルムをはがし,セロハンテープで貼り付けて,万華鏡に組み立てます。セロハンテープの上も色付けします。

アクリルカッターで切り離す

万華鏡の中に写る光線は,アクリルカッターでけがいて作る。1回では細いので,2,3重に幅をとってけがくとよい

明るい照明をとおして,線がとぎれたりふさがったりしていないか確認しよう

けがいた線を好みの色の油性ペンで塗り分ける

色むらがないか確認しよう。薄い線は重ね塗りする

内側のフィルムは組み立てるまではがさない

セロハンテープで張り合わせたつなぎ目にも色を塗っておこう

ハーフミラー1枚だけの状態
明るい光のもとでは,透過した光が強調される
○製作の注意
@光の通る筋は,強くけがく必要はありません。ミラー部分がはがれる程度にします。
Aミラーの保護フィルムは,組み立てまではずさないようにしましょう。指のあぶらやきずが付くのをふせぐためです。
B切断面でけがをしないよう,のぞく部分はセロハンテープ等で,おおっておくとよいでしょう。
BLEDは明るいほど遠くまで光が届くように見えます。電圧を上げ,保護抵抗を付けて電流を増やせば,もっと効果的です。

○遊び方
明るい照明のもとで,外から光を当ててのぞきます。光を当てる部分を変えると,光る線が変わって違う世界が見えます。

○開発にあたって
科学の祭典の全国大会で出展されていました。外側にカラーセロハンを貼る方法もありますが,ここでは手軽な油性ペンで描く方法を考えました。いろいろな形の万華鏡にしたり,立方体のボックスにしてのぞき窓を1カ所あけたものもあります。

周囲があまり明るくないときは,細い線がたくさん見える。鏡による反射の効果が大きい

四角錐型にしたもの

四角錐型をのぞく