おもしろ科学手品講座

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割りばし1本で  
・・ エイリアンの顔作り ・・

・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・    講座指導:諫早市多良見町 子ども科学てじな講師 田浦 和憲


【 材料 】  キッチンボウル(金属製) 割り箸
 
【 あそび方 】  
 台所の調理用(ちょうりよう)ボウルを、斜め方向から覗(のぞ)き込みます。
 割りばしを自分の顔からボウルに向けて置き、先端(せんたん)を少しずつボウルの壁に近付けてください。

 ある場所に来ると、反射した 割りばしの像(ぞう)が急激に拡がり、うまく行くと、伸びた鼻の上に平たい目がふたつある、不気味(ぶきみ)なエイリアンの顔 が現れます。
 ボウル面の曲率(きょくりつ)や、見ている角度にもよりますが、割りばしの先端がステンレス面からほぼ4〜5cmくらいにあるときに起きるようです。



【 原理 】  
キッチンボウルの壁面は、ステンレスが 双曲面(そうきょくめん)を作っています。
 そこに平行光線が入ったときに光が集まる場所を「
焦点(しょうてん)」と言います。

 焦点の外にある物体の反射光は、倒立(とうりつ)の実像 を作りますが、焦点の内側へ入ると 正立の虚像(きょぞう)となります。

 割りばしの先端がちょうど焦点付近に来たとき、正立像と倒立像が入り乱れて このように複雑な像を結ぶのです。

 ただし残念なことに、こうした像は、覗いている本人の角度からしか見えません。
 横から覗き込んでいるみんなで、同じ像を見るということはできません。

 ある男の子は「ねえねえ、キツネみたいにお鼻が長くてさ、目が細いおもしろい顔のエイリアンが見えたよ。」
 と言って、その見えた角度を、メモ用紙に図で書いてくれました。もちろんエイリアンの顔の絵も付けてね。
 だから私はほめてあげましたよ。「おお〜っ、すごい。
絵入りやん。」

 

【 発展】
◎ ボウルに8分目ほど水を入れたら、割りばしの像はどのように変わるでしょうか。水面より上のボウルの上端あたりで像を作ってみてください。
 割りばしの先端が水の中のときも、エイリアンの顔は出現しましたか。

◎ もっと浅い角度で(ボウルの上端すれすれの位置から)向こうのステンレス壁を覗き込むと、ボウルの壁に映った自分の顔が、上下ふたつにくっついたり、割りばしが二本になって見える 角度があります。なぜこんな像が見えるのでしょうか。

 

この演目のアイデアは、オリジナルです。

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