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【自由研究】ピンホールカメラをつくろう！

    03_自由研究,理科
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8月1日に行う「東ハリマくらし学校　「タック先生」と実験工作しよう！　自由研究のヒント」
【「光」のふしぎ】では、「ピンホールカメラ」と「木洩日（こもれび）ファンタジー」をつくります。

 

外の景色を映し出す「ピンホールカメラ」と
光源の形を無限に増やす「木洩日ファンタジー」。

全然違う工作に思えますが、実は、この2つは同じ原理で出来ているのです。

【ピンホールカメラの原理】


「ピンホールカメラ」は、小さな穴から入った光が、外の景色を映し出す、という現象で、古くから知られていました。

キッズアース播磨町校では、「1分間実験動画」の最初の頃、簡単に作るピンホールカメラを紹介しています。
今回作るのも、これと同じものです（なので、簡単に出来ます）。




穴の大きさや、スクリーンと穴の距離で投影される景色の様子も変わってきますので、
スクリーンと穴の距離をはかりながら、写った景色を写真に撮って、一覧表にすると、立派な自由研究になりますよ。

【カメラ・オブスクラ】


「写った景色を写真に撮って」と言いましたけど、この装置を発展させたものが初期のカメラです。
ということは、この装置を発展させれば、カメラに出来る、ということになります。

で少し、ピンホールカメラとカメラの歴史をたどってみましょう。

さっき作ったような簡単な「ピンホールカメラ」に鏡を仕込み、外の景色を反射させ、ガラスの板に映すようにします。
このガラスの板に薄い紙を置いておけば、絵の下描きに使うことが出来ます。

さらに、「ピンホールカメラ」の「ピンホール（小さな穴）」を「レンズ」に変えれば、もっとうまく外の景色を映し出すことが出来ます。


Camera Obscura box18thCentury.jpg
unknown illustrator - 19th Century Dictionary Illustration, パブリック・ドメイン, リンクによる


この装置を作って、自由研究の工作として出すのも面白いですね。
仕組みは単純ですので、当教室でも簡単な作り方を考えてみても良いかもしれません。
さて、しかし。
これでは、手で景色を描き写す必要があります。
今のカメラからは遠いですよね。

今度は「フィルム」の側の進化が必要になります。
どうすれば良いか、と言えば、スクリーンに映っている景色の光の強さ、弱さを記録できれば、「写真」になるわけです。
この光に反応する素材を「感光材」と言います。

1826年、フランスのニエプス兄弟が、アスファルトを感光材とした写真の撮影に成功しました。
しかし、この撮影、およそ8時間もかかったそうです。

1839年には、フランスのルイ・ダゲールが、銀メッキした銅板を感光材に使う「ダゲレオタイプ」という技術を発表。
これにより、撮影時間は30分程度になりました。
この技術は日本にも伝わり、幕末から明治には、たくさんの写真が撮られています。

「ダゲレオタイプ」は、この銀板そのものが写真になりますが、これを改良したのが「ネガポジ法」。
これにより、一度撮った写真を増やすことが出来るようになりました。
さらに、銀板やガラス板に代わる、柔らかい「フィルム」を1888年にコダック社が発表。
1935年には、白黒ではなくカラーで写真を撮れる「カラーフィルム」が登場します。


自由研究でするなら、銅板を銀メッキしたりとかはさすがに出来ませんし、フィルムを使うのも難しいです。
ここで登場するのが「コピーアートペーパー」。

黄色い面を光にあてると白くなるので、箱カメラで「感光」させて、
暗い場所に持って行って、アイロンをかければ、青色の写真ができます。

楽天さんでみると、62Ｘ60ｍｍ 24枚入、410円で売られていますね。
https://item.rakuten.co.jp/bicosya/62185/


また、アーテックさんの「箱カメラ」や
は、この感光紙も最初から入っているセットになります。




【木洩日ファンタジー】


さて、もう一つの工作が「木洩日ファンタジー」。


一見全く違いますが、実は、ピンホールカメラと原理は同じなのです。

まずは作り方を見てみましょう。



「ピンホールカメラ」は、光が小さな穴を通ることで、外の景色を映し出す仕組みでしたね。

これと同様に、懐中電灯に☆形のカバーをかけ、穴を通すと、☆型の画像が写ります。
次に、この穴を増やします。すると、それぞれの穴から光が出て、たくさんの☆が映し出されるのです。







実はこれと同じことが、「木洩れ日」でも起こっています。
太陽は丸いので、丸い光が映っていますが、日食の時などは、三日月型の「木洩れ日」を見ることが出来るのです。

この工作も簡単に出来ますので、チャレンジしてみてはいかがでしょうか。

【自由研究のヒント】


今回、「ピンホールカメラ」の原理を使った自由研究について紹介しました。
自分なりの工夫もしながら、工作すると楽しいと思います。

せっかくやるからには、楽しみながら出来るのが一番だと思います。

自分で作った工作、自分の撮った写真を提出するだけでも良いですが、
あわせて、図や絵や表を使って「整理する」「まとめる」「自分の意見を書く」という形にすると、より良い自由研究になるでしょう。
楽しみながら仕上げれば、見ている方も楽しい気分になれる、そんな自由研究が出来ると思います。

頑張ってチャレンジしてみてください！
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