偏光板とセロハンテープで万華鏡を作ってみよう!


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偏光板とセロハンテープで万華鏡を作ってみよう!

万華鏡の模様1

万華鏡で見られる模様は,とてもカラフルできれいですよね。万華鏡では光の反射について観察することができます。今回は,偏光板とセロハンテープで万華鏡を作ってみました。偏光板を使った万華鏡では,反射の他に「偏光」という現象を観察することができます。

 

まずは作ってみよう!

偏光板を材料に使った万華鏡の作り方はビーズを使った万華鏡とさほど変わりません。まずは作ってみて,実際の見え方を見てみましょう。

まずは今回使用した材料です。

【材料】

  • アルミホイルの芯(紙製で加工しやすい丈夫な筒)
  • 偏光板(透過率38%のものを使いました。はさみやカッターで切る事ができます)
  • セロハンテープ(万華鏡の模様を出現させるために必要です)
  • プラスチックミラー(はさみやカッターで簡単に切れます)
  • ボール紙(万華鏡のぞき穴や外枠を作ります)

プラスチックミラー

偏光板とアルミホイルの芯

簡便な方法としては,アルミホイルの芯で万華鏡の筒を作る代わりに,紙コップを2つ使ってもその現象は見られますが,今回は筒状の万華鏡にこだわりました。また,はさみやカッターで加工しやすい材料だけで作れるところも,長所ですね。

以上の材料を使うと写真のような万華鏡を作る事ができます。

偏光板で作った万華鏡

ではさっそく作り方を紹介します。ぜひ一緒に作ってみましょう!

 

筒にミラーをはめ込もう

アルミホイルの芯(白い筒)にプラスチックミラーで作った三角柱を差し込みます。三角柱の一辺は白い筒の直径の0.86倍の長さになります(0.86倍という値は三平方の定理と筒の直径から求められます)。その三角形を底面積とする三角柱をプラスチックミラー3枚で作ります。カッターを使って指を切らないよう気をつけて切り分けましょう。

ミラー3枚

そしてこの切ったプラスチックミラーをアルミホイルの芯にはめ込みます。ミラーの反射面を三角柱の内側にしましょう。ミラー同士はセロハンテープで軽く留めるくらいで十分です。接着剤が無くてもミラーが筒にフィットします。厳密な正三角柱でなくても大丈夫ですので安心です。

ミラーをアルミホイルの芯にはめ込む

 

筒を収める外枠を作ろう

さらにミラーを入れた白い筒の周りをボール紙で軽めに包んで,もう一つ円筒を作ります。このときのボール紙の締め付けが肝心です。締め付けが強すぎると中の白い筒が動きませんし,緩すぎると中の筒が滑り落ちてしまいます。

私は中に入れる筒をボール紙で実際に緩く包んで軽くつまんで片手で持ち,筒を下向きにしてみて,白い筒がずり落ちてこないことを確認し,ボール紙の端をセロハンテープで仮留めしてから,中の白い筒がボール紙の筒の中でスムーズに回ることを確認しました。(何回か試行錯誤してみて「中の白い筒がずり落ちないで」「スムーズに白い筒が回る」ボール紙の筒のサイズを探します)。

ボール紙の筒の大きさが確定したら,木工用ボンドでボール紙の端を接着します。これで、ボール紙の外枠ができました。

外の筒の組み立て

 

筒に偏光板とのぞき穴をつけよう

次に、プラスチックミラーを収めた白い筒に偏光板とのぞき穴をつけます。筒の両端を塞ぐことができる大きさに偏光板とボール紙を丸く切り取ります。

偏光板のサイズ決め

のぞき穴用に切り取ったボール紙の中心に,更に錐やカッターで3~5mmののぞき穴を開けて,筒の片方に取り付けます。こちらは見栄えがよい方がいいと思いますので,穴を開けたボール紙の円周に沿ってボンドをつけて,筒の端を押しつけます。下の写真のようになります。

のぞき穴の写真

円形に切り取った偏光板はセロハンテープで筒の反対側に取り付けますが,こちらは偏光板にセロハンテープを何重にも貼りながら,筒に固定していきます。むしろセロハンテープをべたべたと貼ってしまってかまいません。

偏光板の貼付け

偏光板の接着

 

外枠にも偏光板をつけよう

ボール紙で作った外枠の端にも円形に切り取った偏光板をつけます。写真のようにセロハンテープでべたべたと貼り付けてかまいません。あとは筒に外枠をはめれば組み立ては完成です。

偏光板で作った万華鏡

 

どんな風に見えるかはお楽しみ!

上の写真では右の白い筒の端にのぞき穴があります。のぞき穴をのぞきながら片手で白い筒を固定し,もう片方の手で黒い筒を回して模様の変化を楽しみます。この万華鏡は、偏光板とセロテープの貼付け方によって見え方が様々に変化します。ちなみに私が作ってみた万華鏡の外観と見える模様は下の写真のようになりました。

万華鏡の模様1

万華鏡の模様2

なんだかミステリアスな模様ですね!

 

この万華鏡のおもしろいところはこんなところ! 

まず(筆者のように)工作が多少苦手でも簡単に製作できます。偏光板を手に入れるのが多少手間かもしれませんが,取り寄せてでも作る価値のあるものだと思います。

また製作過程でどんな模様になるのか予想が立てにくい所も,お楽しみ感が続いて,なかなか面白いですよ!(ただし「どんな模様が見えるか」という予想を立ててから製作したい場合は,カラービーズの万華鏡の方が,予想を立てやすくなります)

 

あとがき:たくさんのご意見募集します!

最後までお読みいただきありがとうございました。皆さんの万華鏡にはどんな模様が映っているでしょうか。ちょっと変わった万華鏡を楽しんでいただけるとうれしいです。

また製作の経過において,改善する余地がある部分がありましたら,遠慮無くコメントいただきたく思います。コメントは他の読者の方にとっても有益な情報です。ご意見ご感想をよろしくお願いします。

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この記事を書いた人

あるごん
あるごん特別支援学校教員
現在は特別支援学校に勤務しています。
とくに化学の分野を中心に、面白いものを伝えることを
心がけてきました。
初めて記事に触れる方にも、もっと知りたいと思っている方にも
喜んでいただける記事を目指します。
■略歴
1996 宮城教育大学教育学部 卒業
中学校教員、高校教員(物理・化学・地学・理科総合)を経て現職。

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