自作光学台

以前の勤務校に光学台がなかったため、自作してみました。

図1の光学台には図2~図5の装置が置いてあり、それらをスライドさせて自由に動かすことができます。
図3の絵が図5のスクリーン上に投影されます。

図1 自作光学台

 

 

図2 光源

図3 物体

 

 

図4 レンズ+メジャー

図5 スクリーン

  

距離の測定には、図4のレンズ台に取り付けた2つのメジャーを使います。メジャーは2つともレンズを原点として取り付けてあり、このメジャーを図1のように光学台の両端に固定します。この2つのメジャーによって、レンズがどこにあるときでもレンズ-物体間距離とレンズ-スクリーン間距離が一目で測定できます(図6、図7)。

図6 レンズ-物体間距離 a の測定

図7 レンズ-スクリーン間距離 b の測定

  

図8の光源とスクリーンを使って、レンズの焦点距離を直接測定します。

図9の2本の光線が交わった位置が焦点です。

図8 焦点距離測定用の光源とスクリーン

図9 焦点距離 f の測定

 

改善した点

従来の光学台に比べて、次の点を改善することができました。

① 距離を直接測ることができ、視覚的に理解しやすい。
レンズ-物体間距離aとレンズ-スクリーン間距離bを一目で測定できるので、aとbの関係が理解しやすいと思います。

② 焦点距離を直接測ることができる。
図8の装置でレンズの焦点距離を直接測定できます。実験から計算をして得られた焦点距離の値と比較することができます。

③ 自分で描いた絵を投影できる。
図3のように自分で描いた絵を物体として使います。この絵がスクリーンに映るとちょっと感動します。

④ 安価で製作できる。
焦点距離測定用の装置以外はすべてダイソー商品を使っていますので、安価に作ることができます。1セットにつき1000円程度です。

公開日:
最終更新日:2016/05/16

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