○概要 テレビ石は鉱物名をウレックサイト(ulexite:NaCaB5O6(OH)6・5H2O)といい,塩湖が干上がったところに形成されます。この石の特徴は,繊維状の結晶が平行に接合していることであり,これをグラスファイバー効果といいます。 ここでは,市販されているディスプレイ用の光ファイバーを用い,テレビ石のモデルを作ってみました。 ○こんなことが学べます 光ファイバーが,全反射を利用して遠くまで光を伝達する原理や,テレビ石の構造を理解することができます。 |
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光ファイバーを束ねた人造テレビ石 | 実際の鉱石テレビ石 | |
○こんな仕組みです 装飾用のディスプレイに使われている光ファイバーは,図のように周囲が屈折率の低い物質で覆われていて,光ファイバーの中に入った光は全反射によってエネルギーを減らすことなく,遠くまで伝わります。この光ファイバーを束ねると,光ファイバーの一端に入った光を1つの画素として,他端にその画素の色が表示されます。 |
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○準備しよう 光ファイバー「エスカ(三菱レイヨン)」(直径0.8mm),フィルムケース,カッターナイフ,ガスコンロまたはアルコールランプ,のこぎり,ペンチ,紙やすり(800番,1200番),研磨剤(金属磨きなど) ○入手先 光ファイバー:(株)シータスク,東急ハンズ |
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光ファイバーと,輪切りしたフィルムケースに詰めた状態 | 詰めただけの人造テレビ石 | |
○作ってみよう @ フィルムケースの両端をのこぎりで切断します。 A フィルムケースの両端から5mm程度出る長さに光ファイバーをペンチで切ります。 B 光ファイバーをフィルムケースに隙間が無くなるまでぎっしり詰めます。 C カッターナイフの刃をガスコンロの火で真っ赤に焼き,光ファイバーを切りそろえます。 D 光ファイバーの両端をサンドペーパーで研磨し,最後に研磨剤で仕上げます。 ○製作の注意 フィルムケースに光ファイバーを詰めるときは,ときどき揺すってねじれたり交差したりしないようにします。最後の1本まで抜け落ちないように密に詰めるのがポイントです。 |
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○遊び方 文字や絵の描いてあるところに密着して置き,表面に浮かんだ文字や絵を観察します。 ○こんなこともできるよ 細くて長いテレビ石を作ると,狭いところを観察したりできるよ。工夫して作ってみよう。ファイバースコープがまさにそれだよ。 また,虫メガネと組み合わせても楽しいよ。 光ファイバーが細いほど,解像度が上がります。ためしてみましょう。 ○気をつけてね カッターナイフをガスコンロであぶるときは,大人の人といっしょに工作しましょう。 ○開発にあたって 細くて長い光ファイバーによる工作は,ヒカリファイバー同士がねじれたりしてうまく画像を再現させることが難しいです。短くしておもしろいものがないかと考えている内,思い切り短くしてテレビ石にしてしまおうと思いました。 |
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虫メガネでテレビの実像を,目と反対側に結ばせる | 1つ1つは画素となる |