ピンホールカメラ

対象等

中学、高校

目的

・　ピンホールカメラを製作し、目の原理を考える

準備

方眼画用紙、定規、はさみ、セロテープ、針、パラフィン紙（薬包紙）、Ｂ５上質紙、ローソク、ローソク立て、虫眼鏡

使用材料

ありません

実験場所

理科講義室または物理実験室等

方法

ピンホールカメラの製作

�@　方眼画用紙を使って、牛乳パック状の箱を二つ作ります。片方の方を一回り大きくして、一方の箱に入れてスライドさせる構造です。

�A　大きな方の箱にはふたをつけ、ここにまち針で小さな穴を開けます。千枚通し等では穴が大きすぎます。（小さい方が像が鮮明になります）

�B　小さい方の箱の一端にスクリーンとして薬包紙を貼りました。

�C　これらをセロテープを使って組み立てます。本来中は黒く塗った方が良いのですが、今回はそこまでやりませんでした。ただ組み立て方によって隙間から光が漏れる場合があったので、黒の絶縁テープでふさぎました。最初から黒の絶縁テープを使っても良いのかもしれません。

�D　以上の行程が面倒なら、それこそトイレットペーパー等の芯を活用すれば簡単にできます

�E　出来上がったら暗い場所でローソクの灯りを見て、それがどう見えるかを確認させます。（生徒は像が逆さまに写ることにびっくりしていました）

レンズを使った実験

�@　ローソクとレンズと上質紙を一直線に並べ、上質紙にローソクの画像がきちんと写るようにして、レンズと上質紙までのだいたいの距離を測定します。またこの時の像の明るさと写り方をピンホールカメラと比較、観察させます。（レンズを使うと像が鮮明になるということを教えたいためです）

�A　ローソクとレンズの位置を�@の状態と同じ距離にして、レンズを2枚重ねて像までの距離を測定します。（距離が短くなることを確認させます）。

実験場の注意点

・　レンズを使った実験では、ローソクと像までの距離を常に一定にしておかないと、結果がいい加減になります

結果

・　ピンホールカメラの像は、穴が小さければローソクはくっきり写りますが、通常の景色は暗すぎてほとんど写りません、穴を大きくすれば写りますが、今度は像が鮮明になりません

・　レンズを使うと像は逆さまになり、また明るくなると言うことを強調しています

・　レンズが厚くなると像までの距離が短くなることを確認させ、人間の水晶体のはたらきを考えさせ、近視や遠視の話をします

・　今はデジタルカメラやスマホによるカメラが当たり前なので、こういったカメラはまさしく時代遅れで、生徒もあまり関心を持たないようです

考察、応用

・　凹レンズ等も使えば面白い実験になると思いますが、それは生物というより物理に近くなります

生徒さんへ

・　箱の中に光が漏れないような工夫が必要です

・　二つの箱がぴったりくっついて、なおかつ前後にスムースに動くように作る必要があります