【お薦め実験】DB


教室全体をピンホールカメラに

〜これがカメラの原点だ〜


 光●教師実験・生徒実験
  所要時間  40分


■実験の様子

ピンホールカメラの実践はこれまでにもあるが、ここではいっそ、教室全体をひとつのピンホールカメラにしてしまおうというものである。これこそ、カメラ=カメラオブスキュラ(暗室)のはじまりである。
 「光の学習は暗室から」である。光がない状態にする。天井の蛍光灯の両端に赤と青のセロハンをまきつける。机の上をスクリーンにして、ボール紙等に穴をあけて、天井の蛍光灯の像をうつさせ「光が直進する」ことを理解させる。では、この教室を真っ暗にして、外の景色(物体)に乱反射して入ってくる光を像としてみることはできないだろうか。と、教室を暗室にし、あらかじめ準備していた暗幕の穴をとおして、外の景色をスクリーン上でみる。像が倒立であること、カラー(これも結構驚きのことなのである。)であることを確認した後に、凸レンズをあてる。像が鮮明であることで、光を集める凸レンズのはたらきについても知らせる。

■必要なもの


 赤・青のセロハン紙、ボール紙、トレシングペーパー(一枚30円程度、また、すりガラス :ガラスだけだと取り扱いが危険でもあるので、窓枠ごとはずしたもので もよい。) 木枠、ガムテープ、凸レンズ、暗幕 

■実験の方法とコツ

<天井の蛍光灯の像をみる>

 これまでの授業のなかで、「なぜものが見えるのか」「光が目のなかに入って見えるのである。」「光は、四方八方にまっすぐ進む」等のことを学習しておく。

1.天井の蛍光灯一本の両端に赤いセロハンと青いセロハンをまいておく。
 他のの蛍光灯が消えるようにセッティグしておくとよいが、それがむつかしい場合は、別途できるだけ明るい蛍光灯(40W以上)を用意するとよい。

2.暗幕を締めて教室を暗室にする。 (光の学習は「暗室」から)

3.ボール紙をあたえ、いろんな形の穴をあけさせ、机の上(スクリーン)にどのような像がうつるのかを予想させる。

4.机の上(スクリーン)にうつる像が蛍光灯であること、倒立の像になっていることをセロハンの色より確認する。

どんな穴を空けていても にわかには信じがたいが 明らかに天井の蛍光灯が

<教室全体のピンホールカメラ>


1.教室全体に暗幕をしめて、一ヶ所だけ暗幕にすき間の穴をあけておく。
 5〜10cm四方くらいの穴。ガムテープなどを使い工夫して準備をしておく。

2.穴より1〜2m程度のところに枠にはりつけたトレシングペーパー(スクリーン)を置く。

3.スクリーンの後方より映し出された像を観察する。
 外に出て、「出演」しようとする生徒も出てくるかも・・・ 「倒立」「カラー」を確認。 

4.穴のところに凸レンズを、穴の位置におき、スクリーンの位置を変え鮮明な像を観察する。
 光を集める道具=凸レンズを印象づける。

暗幕にガムテープすき間をつくる トレーシングペーパーをはりあわせて
スクリーンをつくる

■発展(授業で・・・)


T『さあ、今度は、ここを真っ暗にして、蛍光灯ではなく、外から入ってく る光で考えます。あそこに暗幕のすき間をつくっています。あそこから、 外の光が入って来るんです。外にあるもの、山、テニスコート、フェンス に太陽の光があたって、乱反射して・・・そして、ここへ・・・』
 『とすると、ここにスクリーンを置くと、外の景色が映る!?』
 一気にまくしたてる。さも当然というように
C『そんな、あほな』
 やっぱりそうである。そんなことは信じられないのである。穴をあけただけで、外の景色がうつるなんて考えられないのである。
 うん、いいぞ。いいぞ。そさくさと実験に入るが、『こちらに寄って・・・』と指示するが、なんとなくザワザワしている。また、変なことをやりだしたのかという雰囲気、『結局これでは、ダメなので・・・』と言うのだろうと受け止めているようである。
C『おお、・・・テニスコートや!!』
 『あっ、○○高圧や(工場の名前)』
 『逆さまやん』
 『カラーや』『映画や!!』
 『あっ、人が通った』うまく自転車で人が道路を通過。
 『・・・・』
やっぱりそうなのである。これは、いつの生徒もやっぱりびっくりなのである。
理屈で考えてわかっても、実際に見てみると違うのである。
『出演してみる』と飛び出す生徒が出て来るのもいつものことである。
外に出た生徒、逆立ちを始める。「正立の像」のためには「倒立」が必要なのである。
 レンズを、穴にあてるのは、その後である。みごとにはっきりした像になるのである。これで、レンズがいかなるはたらきをするものなのかも明確になる。ピンホールカメラづくりに発展するのもいいかも知れないが、それよりも、穴をあけただけで、そこに像ができるという「現象」に対しての感動を大切にし優先させたい。
 原理・原則はむき出しのままの方が、『感動』を呼ぶのである。
日常概念がひっくりかえさせられるときだ。

理屈ではわかっても(゚o゚)ゲッ!! 「あっテニスコートや」「逆さまや」
「フェンス」・・・
「これ先生、マジ(・_・)......ン?」
「出演や!!」「まともにうつるぞ」
と逆立ちをする生徒も
(レンズ使用中)

■解説 

 これぞ「カメラオブスキュラ」=「暗い部屋」の歴史そのもののはじまりなのである。ギリシャ時代には、こうして外の景色を反対側の壁に映して楽しんでいたこと。16世紀頃まで画家たちは、風景を描くのにこれを利用していたことなどを話をしてやるとより興味をもってくれる。この像をより鮮明に、そして記録していく方法の開発の歴史こそ、今日のカメラへの歴史なんであろう。手作りの「ピンホールカメラ」は、この発展として挑戦させるとよい。


● 参考文献


・細谷 純「光は直進する」『やさしくて本質的な理科実験2』(評論社)
・楠田 純一「きみの教室をジャンボピンホールカメラに」『たのしい科学の本 物理・化学』(左巻健男編著 新生出版)
・『カメラをつくる』(月刊「たくさんのふしぎ」1987年1月号福音館書店)
・極地方式授業テキスト試案『光』
・楠田 純一「教室全体を使ってのピンホールカメラ」『たのしくわかる物理事典』(左巻健男/滝川洋二編著)

(楠田 純一)

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