おもしろ科学手品講座

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一眼レフのようなピンホールカメラ

    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 】  1000ml牛乳パック 黒い厚紙 トレーシングペーパー はさみ のり 縫(ぬ)い針 画びょう キリ

【 つくり方 】  
(1) 洗って乾かした牛乳パックのフタの部分を切り取り、底は廻りを5ミリくらい残して切ります。その上に7p四方のトレーシングペーパーを貼ります。

(2) 黒い厚紙(または黒画用紙を二枚重ねたもの)で牛乳パックより少し大きめの外箱を作ります。(断面が72ミリ四方くらい)

(3) 2p×4pの黒い厚紙を3枚用意します。それぞれに (ア)細い縫い針,(イ)画びょう,(ウ)キリ で中心に穴を開けて、3種類の ピンホールカード を作っておきましょう。 
 穴を開けたら裏側が少しめくれますよね。このめくれ(バリ)は、目の小さい紙ヤスリなどで丁寧(ていねい)に取り除いておきましょう。

(4) 外箱の底の中心に1p平方の穴を開け、その上下に押さえ紙を貼り、ピンホールカードをスライドさせながら取り付けられるようにしておきます。カードの周囲から光が漏(も)れないように、押さえ紙には強い厚紙を使いましょう。



【 あそび方 】 
 ア,イ,ウのどれかひとつのカードを外箱の底に取り付けて、牛乳パックを中へ入れると、トレーシングペーパーに逆さまの景色が映ります。
 一番見やすい状態で、外の風景や家の中の明かりなど、いろいろなものを眺めてみましょう。

 まるでレンズを取り換えて使用する一眼レフカメラのように、カードを差し換えながら 使うことができます。
 穴の大きさが変わると、ピントの位置や像の大きさがどう変わるか、確かめてください。



【 原理 】  
ただ穴を開けただけの箱なのに、なぜ像が映るのでしょうか。
 
 私たちが物が見ているとき、太陽や電球の光がその物に反射をして、その反射した散乱光が私たちの目に飛び込んでくるから、そこに物があるということがわかるのです。

 普通のレンズカメラでは、外からの光を凸レンズの屈折作用で収束させ、それらが一点に集中する点(焦点:しょうてん)にフィルムを置いて像を結ばせています。

 レンズ全面に当たったたくさんの光が集中するので、明るくてくっきりした像が出来ますが、レンズとフィルムとの距離がずれてしまうと「ピンぼけ」になってしまいます。

 ピンホールカメラ(針穴写真機)で像が映る原理については、左の図を参考にしてください。

 たとえば大きな木のてっぺんから出る光は四方八方に広がっていますが、小さなピンホールを通ることができるのはそのうちひとつの方向の光だけです。その一本だけがフィルムに届きます。

 同じく木の真ん中当たりの枝から出る光も、たくさんの光のうち、ある一本だけがピンホールを通ります。
 そのときフィルム上では、
からの光とは少し違う場所に届きます。
 

 木の根っこからの光は、もっとフィルムの上の方に当たることになりますよね。
 このようにしてトレーシングペーパーの上には、逆さまの木の映像が出来るのです。

 レンズカメラとの違いは、焦点がないのでピントはどこでも合います。
 しかし光が収束するわけではないので、物の境界線はくっきりとは写りません。
 光の量も少なく、コントラストの悪い写真のようですが、この特有の柔らかい画像の方が好きだという人も多いのです。

 

もっとくわしく知りたかったら かんたん不思議!「100円グッズ実験&マジック」 第63ページ 福井広和 著 生活の友社 \880
または 「わくわく科学遊び」 第157ページ 小野操子と科学あそびの会 著 連合出版 \1500
または 「長崎大学サイエンスワールド2005」

 

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