セルフ塾は,セルフラーニングの世界です。独学,独習。教わるより,学を重視。 塾のできごと,セルフラーニングの方法,英語,数学などの情報を発信するつもりです。

超簡単手作り「日食観察 手鏡太陽投影機」

 みゃおさまに、超簡単な「日食観察 手鏡太陽投影機」の作り方を教えていただきました。
 材料は手鏡ひとつと画用紙1枚のみです。写真では手鏡2つになっていますが、1つでOKです。手鏡でなくても構いません。

 材料が手元にあれば5分くらいで出来上がると思います。
 ぼくも作ってみます。

日食めがねで,直接日食の様子を見たい気もしますが,適当な白黒フィルムを手に入れるのは少し難しいです。

 でも,複数の人でいっしょに日食を観察するなら,この陽投影機の方がかえっていいのかもしれません。
 また、写真に撮って記録するなら、めがねよりこちらの方がいいのではないでしょうか。
 ぼくは自分で試してないので、想像で書いています。

 以下は、みゃおさんの文です。



セルフ塾長さま

ダイソーにある材料で日食観察メガネは無理そうですが、手鏡を使った太陽投影機を作ることができます。やってみましたのでお試しください。

必要なのは適当な手鏡ひとつ、画用紙1枚のみです。ぼくは写真1のを使いました。折りたたみ式で、直径48mmの丸い鏡が二つ付いています。
片方は顔が大きく映る凹面鏡になっています。画用紙は何色でも構いませんし別に新聞紙でも何でもOKです。
mirror1.jpg


この鏡は手で二つに分解できました。鏡を覆う大きさに画用紙を丸くカットします。中央に1cm前後の穴を開けます。丸い穴でも良いのですが、
話を面白くするためにクマちゃん型と、リンゴ型の穴にしました(写真2)。
mirror2.jpg


四角でも三角でも結構です。親指で隠せるくらいの大きさがよいでしょう。

穴を開けたら、セロテープで鏡に貼り付けます(写真3)。

mirror3.jpg


これで完成。簡単でしょう?

この鏡で太陽光を受け、白い壁などに反射させます。
人には向けないでくださいね!

壁までの距離が短いときは、穴の形に光の像ができます。でも1m、2mとだんだん離していくと、なぜか丸くなるのです。この丸い形は太陽の形です。
なぜこうなるかを完全に理解するには、光の性質やピンホール投影への十分な理解が必要です。(ピンホール投影でも、穴の形にかかわらず像が太陽の形になります。原理は全く一緒で、像が穴の前か後ろかの違いだけです。)

投影面までの距離は一般的には穴の直径の200倍以上がよいでしょう。
1cmの穴なら2m以上先の壁に投影します。あまり遠いと暗くなります。

日食のときにこの実験をすると、太陽の欠け具合に応じて反射像も形を変えていきます。間接的な観察ができますので、とても安全です。
平面鏡と凹面鏡での像の違いや距離の違いなども試してみましょう。

わざわざ鏡を買わなくても、お家にある手鏡でも製作可能ですね。
大きい鏡でも、全面を覆って小さい穴を開ければ作れます。あちこちにいくつか穴を開けてみると楽しいです。残念ながら沖縄では5月21日に金環日食にはなりませんが、金環日食が見える地方では「オリンピックマーク」を描けるかも知れません。どう穴を開けたらいいのか、考えてみましょう。

この方法で、6月6日の「金星の太陽面通過」も観察することができます。
ぜひ試してみてください。

みゃお

金環食、スーパームーン時の地球と月の楕円軌道
 前に、「金環食とスーパームーン」について書きました。

 その記事に、ほかのブログ(RikaTan)ページから、図を勝手にお借りしてきました。


 とてもすばらしい図で、僕が描く図は足下にも及ばないと思ったからです。

 その後、その図をおかけになった みゃお様からコメントをいただきました。
 そして、図を使ったことに対して、感謝されてしまいました。
 勝手に使ったのに、とても恐縮しています。

 それだけではなく、新たに、地球が太陽の周りを公転し、月が地球の周りを公転している軌道図で、金環食とスーパームーを説明した図を送ってくれました。

 それを、僕のブログでも使ってかまわないとのことなので、よろこんで使わせていただきます。

 かなりデフォルメされているので、天体をよく知らない人には、誤解を与えてしまうかも知れないところもあるとは思いますが、とてもよく描かれていると感心しています。

 みゃおさま、ありがとうございます。
 以下、みゃおさまの文です。



せっかくの機会ですので、実際にどういうことが起こったのか、
できるだけ正確に作図し直して、ご提供します。

金環食とスーパームーン

分かりやすくするため、地球と月の楕円軌道は長径方向に引き延ばして
デフォルメして描いてあります。この誇張以外は、全ての補助線の角度を
正確に計算して描きました。焦点位置も正確です。地球軌道の長径方向を
横方向に揃えてあります。(2012年限定の図です、念のため。)

実際はスーパームーンの日から日食まで15日経ちますので、地球はこの
図よりも左側へ少し移動します。星々の移動を含めて一枚図にするのは
かなり難しいことですが、おおよそこんなイメージを抱くことができれば
もう軌道学のエキスパートに仲間入りですね。


「日食めがね(太陽観測フィルター)の作り方」が見つかりました。
 僕が小学生のころには、日食があると、下敷きや、ガラスにススをつけて、見たものです。

 でも最近は、このようにしたら目を悪くするということで、ちゃんとした日食めがねを使うように指導がされています。

 前の皆既日食のときには、日食めがねを買うことができず、手作りでできないかネット上をあちこち探しましたが、見つけることができませんでした。

 昨日また探してみました。するとあったのです。

 次のページです。

倉敷科学センター・天体観測ガイド「太陽の安全な観測方法」


白黒フィルムの黒い部分
 白黒フィルムのネガには,感光してしまった黒い部分があります。この部分を用いると,目にやさしい太陽観測フィルターができます。
 似たようなものに,カラーフィルムのネガがありますが,これは赤外線を通してしまう素材なので危険です。くれぐれも間違えないようにしてください。
 フィルム自体はペラペラしてますので,スライド用のマウントに挟むと,とても扱いやすいものになります



 倉敷科学センターのサイトにあるページなので、信頼性はあると思います。目を悪くすることもないでしょう。

 さて、問題は白黒フィルムをどうやって手に入れるかです。

 最近はデジタルカメラになり、フィルムは全く使いません。数年前まではフィルムを使っていましたが、カラーです。

 白黒のフィルムを、僕は使ったことがありません。ほとんどの人がそうだと思います。

 ただ、僕の舅は以前白黒写真をよくとっていたそうです。もうなくなりましたが、ネガを探したら、あるかもしれません。

 アマゾンを調べると、まだ白黒フィルムは売られているのですね。



 学校など大量に使う場合は、白黒フィルムを買ってもいいかもしれません。その場合は、日食めがねを買うよりも安上がりですね。

 でも、個人でそのためだけに使うには高くつきます。

 だれか、百円ショップの商品を材料に、日食めがねの作り方を考えてくれないでしょうか。

 めがねではありませんが、次の「日食観察 手鏡太陽投影機」はとても簡単に作ることができます。
 みゃおさんが教えてくれました。

超簡単手作り「日食観察 手鏡太陽投影機」




 この記事に、みゃおさまから次のコメントをいただきました。「白黒フィルムを使うときには注意が必要」とのことです。

 フィルムのことをよく知らないぼくは、フィルムを明るいところで抜いてしまえば(引き抜いて広げてしまえば)、感光して真っ黒になり、使えると思っていました。

 フィルムの色の濃さが問題なら、2枚重ねたらどうらろうかと、しろうとは考えたのですが、どうでしょうか。


白黒フィルムは注意が必要です
塾長さん、こんにちは。
ぼくも白黒フィルム世代人間で、現像からプリントまで自宅座敷でやっていました。今でも用途によっては使うことがあります。フィルムもそうですが、現像液など薬剤も入手が難しい時代になりましたね。

ところでフィルムは現像時間によって濃度(黒さ)が大幅に変わります。写真家は自ら現像して好みの濃度にするのが当たり前でした。ただ、これは日食メガネを作るとき問題になります。濃度が変わるということは、いい加減に作ると太陽観察に不適合なものができる可能性もあるんです。(専門機関で調べて、基準に満たないものがあるとの結果も出ています。)濃さは自分の見た目で判断できないので、この点だけご注意いただきたいと思います。長々と失礼しました。



(追加のコメントです)

はい、ぜひ注意喚起してください
セルフ塾長さん、ぜひ多くの方に伝えてください。
写真フィルムを使う場合は必ず白黒用で、カラーは不可です。引き抜いて感光させただけではダメで、ちゃんと現像して銀粒子を定着させないと使えません。また、フィルムによっては濃く現像できないものもあるため、事前に十分な確認が必要です。不確かな場合は市販の太陽観察メガネが良いと思います。

それと、このコメントを書いている時点で、白黒フィルムは赤外線を減じてくれることは分かっていますが、紫外線については不明です。可視光だけでなく、赤外線・紫外線共に減光してくれる道具での観察が必要です。

どんな道具を使うときも、観察は1回10秒以内にして、数分以上は目を休めましょう。特に児童の皆さんは眼球の透明度が高いので、ダメージが大きくなりますから気をつけてください。低年齢にはピンホール投影や木漏れ日による観察をお勧めします。

本コメントのURLに、ぼくの設計したピンホール式太陽投影機の工作記事をご紹介しておきますね。長文失礼しました。

★日食観察用「ピンホール式太陽投影機」を作ろう




 金環食とスーパームーンの関係
 5月21日には金環食(金環日食)が見られるそうです。

 また さった5日や6日にはスーパームーンが見られたそうです。
地球に最も近い満月「スーパームーン」 世界各地で観測

月が地球に最も接近する時と満月が重なる「スーパームーン」が、5日から6日にかけて世界各地で観測された。



スーパームーン【すーぱーむーん】
知恵蔵2011の解説
月が地球に最も近づいたときに、満月もしくは新月の形になった月の姿、またはその現象をスーパームーンという。



 スーパームーンについて僕は全く知らず、フェイスブックで知りました。

 さて、この金環食とのスーパームーンには関連がありそうだな、と思いました。

 それで、ネットで調べてみました。やはり関連がありました。

 月は地球の周りを完全な円形ではなく、だ円形の軌道をえがきながら公転しています。

 そして、地球はその楕円形の中心にあるのではなく、ずれたところにあります。
(ここで、専門的に言えば、楕円の焦点、近地点、遠地点などという用語で説明したら正確になるでしょうが、それでは難しくなるので簡単に説明します。)

 楕円の中心ではなくずれたところにあるので、月と地球が近くなったり遠くなったりするのです。

 そして、今回の楕円の軌道において、最も近くなった日と満月が重なり、スーパームーンとして見られたのです。

 そして遠くに位置するときが新月と重なり、更に日食とも重なり、金環食が見えるといったことが起こるのです。
 次の図は
スーパームーンと金環日食 #rikatan
からです。

supermoon_v2[1]

 少し自慢になりますが、僕はネットを調べる前に、自分なりに仮説をたてました。それは上のような仮設で、ネットで調べてそれが正しいことがわかりました。

 ユーチューブに動画での説明がありましたが、残念ながら英語による解説です。

2012年5月5・6日 スーパームーン現象について


その動画に出てくる英語です。

perigee【名詞】 【天文】 近地点 《月や人工衛星がその軌道上で地球に最も近づく点; ⇔apogee; ⇒apogee さし絵》.

apogee【名詞】1【天文】 遠地点 《月や人工衛星がその軌道上で地球から最も遠ざかる点; ⇔perigee》.


金環食(金環日食)と皆既日食はなぜ
 5月21日に金環食が見られるそうです。
 その話しをしていると、Kyokoが

「なぜ金環食と皆既日食があるの?」と説明を求めました。

 それで僕は次のような説明をしました

 (少し離れた所に掛け時計が見られます。)

「片目をつぶって、目の前に人さし指を立てて、掛け時計と人さし指と目(開いている方)眼が一直線になるようにしてごらん。

 そして、人さし指を目に近づけてみる。

 すると時計が全く見えなくなるでしょう。これが皆既日食の状態だ。
 人さし指が月で、掛け時計が太陽にあたる。

 掛け時計が人さし指に隠れて見えなくなるように、太陽が月に隠れて見えなくなるんだ。

 人さし指を少しずつ目から離していてごらん。
 時計の端っこがだんだん見えてくるでしょう。
 
 このように、月が地球から遠くになると、太陽の端っこが少し見えてくるようになる。
 これが金環食だ」

 「なぜ月が遠くになったり近くになったりするの ?」とKyoko

 「それはね、月は地球の周りを公転しているけど、完全な円形ではないんだよ。

 楕円の形をしながら回っているんだ。

 軌道が楕円で、地球はその中心ではなく、それからずれたところにあるんだ。
 だから、地球から遠い位置にあるときと、近い位置にあるときがあるんだね」
nisshoku_20120513183701.jpg

 「よくわかった」

きんかんしょく[―くわん―] 3 【金環食・金環▼蝕】
日食の一種。みかけの大きさがやや小さい月が太陽の中央を覆い、黒い月の周りに太陽の光球が輪のように見える現象。
[ 大辞林 提供: 三省堂 ]

かいきにっしょく4 【皆既日食・皆既日▼蝕】
太陽が月によって完全におおいかくされる現象。太陽周辺のコロナが肉眼でも認められる。
[ 大辞林 提供: 三省堂 ]



日食グラスを注文

 ネットで調べると、ユーチューブにすばらしいのがありました。


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