凸レンズの実像

またレンズの話ですみません。

9/6に、次の話が正しいことを示しました。
「 虫眼鏡を手に持ち、手を伸ばして、遠くの景色を見てください。逆さになった像が見えますね。それが実像です。  」

それでも、レンズに映る遠景はレンズに貼りついて見えることに変わりはありませんでした。

そこで、実像がレンズの手前に出来ていることを実感したいと思い、色々やってきて、やっとその方法を発見しました。

次の図が、今回発見した「レンズの手前の実像を見る方法」です。

step1: 虫眼鏡を手に持ち、手を伸ばして、遠くの景色を見る。 (今回の実験では3,4m先のものの時、見やすかった)

step2:(左目を閉じて)右目だけで対象物を見た時レンズの左の方に対象物が見え、

(頭と腕を動かさずに)

step3:(右目を閉じて)左目だけで対象物を見た時レンズの右の方に対象物が見える位置にレンズをもっていく。
(要するに、どちらの目にも対象物が見える位置にレンズをもっていく)

step4:両目を開いて、レンズ上の左右に見える対象物が1つに重なるよう、目の焦点を色々変えてみる。

step5:レンズの手前10cm位に焦点を合わせると左右の目の対象物が重なり、実像を見ることができる。

(空中に出来ている像が見えると少し感動します)

小中学生のための「レンズの虚像」

理科のレンズの話で出てくる「(物をレンズと焦点に間に置いた場合にできる)虚像」ですが、何となく分ったような分らないような感じではありませんか。
(私も、最近やっと分かったのでお伝えしたいと思います)

==凸レンズの虚像とは==

「虚像」とは、簡単に言うと「光の屈折により、そこにあるように見える像です」。

レンズの虚像に似た虚像をイメージすると、「虚像」を理解しやすくなると思いますので2つ紹介します。

(同じような虚像1:蜃気楼)
蜃気楼は、海面の水分で光が屈折し、普通では見えない地域の風景が海上に見えます。蜃気楼は虚像です。

(同じような虚像2:水に差しこんだ棒)
水に棒を突っ込むと、棒が水面で曲がって見えます。これは光が水面で屈折するためです。水中に見える棒の部分が虚像です。

上の2つの虚像例は共に、「光の屈折により、元の形が違った場所や大きさに見えています」これが「虚像」です。

凸レンズの場合は、光がレンズに入る時と出るときに2回屈折することにより、遠くに大きく見えます。

==整理すると次のようになります==
次の図は、棒の先端と棒の中央からの光が目の網膜上に到達する様子を示しています(実際は棒の全ての場所からの光が網膜まで届いています)。

次の2つの説明のどちらかで分ってもらえると嬉しいのですが。

(説明1)物体と目の間に「光を屈折させるもの」があると、物体の位置や大きさが変わってみえる。その位置と形が変わった物体の姿が虚像です。
(実際に物体がある場所と、物体が見える場所が異なります)

(説明2)図aのように凸レンズを通して棒を見ると、図bのようにレンズなしで大きな棒(虚像)を見ていることと同じことになります。
(すなわち、目に入る光の方向と量は図aも図bも全く同じです)
=========

(レンズを分りにくくしている虚像の作図)
小中学校の理科の問題で、よく虚像の作図問題が出ます。その時の作図は次の図ですが、これだと目がどこにあるのかよく分りません。


もし目が横軸上にあったら、矢印の先端からの光は目に届きませんよね。目が右下にあるとすると、虫眼鏡を下の方から覗くのは変ですよね。 これが混乱を生む原因だと思います。

 

要支援

父はヨタヨタしているので、
(1)ご近所から市へ要支援通報がありました(老人虐待の通報みたいなものですかね)。

(2)通報に応えて、市から地域の介護相談室へ連絡が入り、

1週間ぐらい前に、
(3)相談室の看護師さんが(県指定の)介護サービス事業者のケアマネージャーを連れてこられました。
(知識:ケアマネージャーは、支援サービスの計画を立てて、ヘルパーを派遣します)

以前も市に通報があり、その時は父が必要ないと断りましたが、今回は、週一で掃除を頼んでみようかということになりました。週一で45分掃除をお願いすると月1250円だそうです。父は、生活空間以外の場所の掃除を頼みたかったようですが、介護サービスは生活空間のみに適用されるようです。
生活空間以外の掃除の場合、1時間1200円で可能だそうです。

(4)この日は、「次回はケアマネージャーがヘルパーのスケジュールを立てて介護サービス会社と契約を行います。その日取りが決まったら電話をします」とのことで別れました。

==3,4日後==
(5)私の所に「xxx社のyyyですが」という電話がありました。
xxxもyyyも何だか聞いたことがあるような気がしますが、思い出せません。
私:「すみません思い出せません、どなたでしたっけ?」
yyy氏:「先日介護の、、、」
私:「アッすみません、思い出しました、、、」

アブナイアブナイ、私の方が「要支援」になりそうです。

夏休みの自由研究(古代史)

古代史の最大の謎は、「天皇家はどこから来たのか?」です。
卑弥呼の邪馬台国の話は「天皇家はどこから来たか」のヒントになるという意味で重要ですが、邪馬台国そのものは、それほど重要ではありません。

「天皇家はどこから来たのか」を考える上での(私が重要だと思う)知識を並べます。

(1)天皇家は国際感覚のある一族だった。
4,5世紀を考えるとき、朝鮮半島と日本をセットで考える必要があります。当時の列島&半島の勢力図は次のようで、現在考えるよりはるかに密接に助け合ったり抗争したりしていました。図はその勢力図です。半島の下部(伽耶.任那)は日本の勢力圏で、他の国に軍隊を送ったりもしています。

軍隊を送るということは、積極的に半島の支配にかかわっていることであり、天皇家が国際感覚を持った一族だった、ということだと思います。

(ただ、当時、国といっても皆竪穴住宅に住んでいた時代ですので、吉野ケ里遺跡を大きくした程度のものだったかもしれません)

(こう考えると、当時天皇家は北九州にいたのではないかと思います。もし、大和あたりにいたのでは外の世界に無関心になります。実際、大和に移って時間が経った継体天皇のころになると内向きになり、任那を百済に譲ってしまいます)

邪馬台国も国際感覚があるので、北九州だと思います(現在は、大和説が有力ですが)。

(2)当時、朝鮮半島から見ると日本は新天地という側面もあり、海を渡って住み着くグループもありました。
大和朝廷以前に出雲王国が存在していていたようです。古事記では天皇家が出雲から国を譲り受けたことになっています。
出雲は大和より古い時代に成立した国で、(私の想像では)新羅から渡ってきた人が作った国ではないかと思います。そして大和の豪族達は地理的に考えても出雲から伸びてきた豪族達ではないかと思います。
(これに対し、北九州は地理的にも近い百済との関係の深いグループと考えられます)

(3)大和での天皇家の領域は意外と小さい
次の図は、大和地区の各豪族の支配領域です。世襲を確立している天皇家の領域は他の豪族に比べて意外と小さい気がします。もし、武力で大和を平定したなら全域を占有すると思います。

(4)継体天皇の決定に、物部氏や大伴氏のご意見をうかがっています(日本書紀)。

==素人考えですが==
以上のようなことを考え合わせると、出雲系の大和の豪族が、北九州あたりにいて半島と深くかかわりを持つ新興の豪族(天皇家)を、大和に領域を用意して招待して奉り、天皇家は名を取り、大和の豪族は実をとる形で大和朝廷を成立させたのでないかと思います。
==
参考書
講談社学術文庫:日本書紀、続日本紀、日本古代史と朝鮮
中公新書:倭国、日本の米、蝦夷
岩波新書:出雲と大和、農耕社会の成立、ヤマト王権
祥伝社新書:謎の古代豪族葛城氏、、古代道路の謎
文春新書:継体天皇と朝鮮半島の謎、謎の渡来人秦氏、日本語と韓国語
ちくま新書:DNAから見た日本人
新潮新書:日韓がタブーにする半島の歴史
三笠書房:地図で読む日本の古代史
三五館:「日本=百済」説
成美堂出版:古代史
朝日新聞出版:古代史

オリンピックの秋

今年は暑くてひどい夏でしたが、昨日から少し秋が入ってきて朝夕さわやかな感じです。赤とんぼも飛びだしましたし、キリギリスらしき虫もみつけました。

日曜日には、(予想もしていなかったので)東京オリンピックが決まってビックリしました。

よかった点1は、若い人が拡大指向を経験できることです。

よかった点2は、国が原発問題にまじめに取り組まなくなくてはならなくなった点です。
(それにしても、「状況は、コントロール下にある」というプレゼンには驚きました。DOKOGA!?って感じですよね)

心配な点1は、またオリンピック国債でも大発行するのでしょうから、国の借金はどこまでいくんだろ?という不安です。そもそも、国の財政はオリンピックまで7年もつのかな?って気がします。

心配な点2は、オリンピック反対の声があまり聞こえないことです。トルコやスペインでの反対運動は、何度も報道されていましたが、日本での反対運動は報道されなかったように思います。日本では何か一つの方向に動き出すとそれに反対することができなくなる雰囲気があり、過去には、国の方針に反対すると「非国民」などと言われ戦争への突入を止められなかったことがあります。反対の声がもう少しある方が自然な気がします。

==
そもそも、ここまでモンスター化してしまった「オリンピック」は再検討の時期にきています。
イグ・ノーベル賞という賞がありますが、イグリンピックなんてのが有ってもいいかもしれません。そいうえば、昔、タモリンピックなんてのがありましたね。

車の買い替え

今までカローラフィールダーを使っていましたが、11年目の車検の時期となりました。この度、カローラフィールダーのハイブリッド版が発売されるというので、買い替えることにしました。
9/6発売で、だいぶ前に先行予約し(9/7は仏滅なので9/8がいいでしょう、とか言われ)9/8納車。

今まで乗った車を並べてみます。
20~25歳位:トヨタパブリカ(中古)
この車は800ccで「空冷」でした。いくら走ってもガソリンが無くならない感じでした。また売り出されたら買いたいくらいです。

25~30歳位:サニークーペ(中古)
購入後間もなく排気ガス規制が始まり、点火時期の調整が必要になりました。点火時期の調整後、排気ガスは変に臭いし、燃費も悪くなり散々でした。

30~35歳位:ホンダシビックCVCC(おじさんからの中古)
すこし小さかった。

35~36歳:シボレー・ノバ(超中古)
ガタガタでしたが生粋のアメ車 in UAS。

36~45歳位:マツダカペラ(新古車)
カーオブザイヤーを取った車ですが、私が買ったものは出来が悪く、窓ガラスが縁のゴムにくっついたり、ワイパーが雨滴をきれいに掃けなかったりで、イマイチでした。

45~55歳位:フォード(新車)
見晴らしのいい車でした。あまり見晴らしがよいので、次の車に乗り換えるとき不安を感じました。横浜の娘の家に行く途中でラジエターから蒸気が噴き出し、終了しました。

55~65歳位:カローラフィールダー(新車)
業務用みたいな車ですが、荷物を沢山積めるので気に入って、リピーターになってしまいました。

今回:カローラフィールダー・ハイブリッド版(新車)
音が静かです。エンジンブレーキが効かない感じで、運転する感じが今までと少し違います。 色は相変わらず銀色です。メタリックは汚れが目立たないのでカペラ以降全て銀色です。

==
車の買い替えは今回が最後か、多くてもあと一回でしょう。ついにベンツには届きませんでしたが、元々高級指向がないので、
「心の欲する所に従い、矩(のり)を踰えず(こえず)」って感じでしょうか。

実験

ネットには、次のように書いてあります。
==
虫眼鏡を手に持ち、手を伸ばして、遠くの景色を見てください。逆さになった像が見えますね。
それが実像です。
==

実像は、虫眼鏡の手前に見えなくてはいけないのですが、実感では虫眼鏡のレンズ上に貼りついているように見えます。
ということは「レンズに映っている倒立像は実像ではないのではないか」と思い実験を試みました。

作戦
レンズ上に映っているように見える像が、どの位置にあるのかを第2のレンズで特定しようと思いました。第2のレンズの結像位置から元も像の存在位置が分るはずです。

実験装置
豆電球に、2つのレンズ(焦点距離10cm)、そしてスクリーンです。


結論
上記のネット情報は合っていました。
虫眼鏡を手に持ち、手を伸ばして、遠くの景色を見た時、逆さになって見える像は実像です。
像は一見レンズ上に貼りついているように見えますが、実際はレンズの焦点距離より少し手前にできていると思われます。

実験1
光-20-L1-20-S
(豆電球とレンズ1の距離が20cm、レンズ1とスクリーンの距離が20cmであることを表す)
Sに倒立実像ができる。
焦点距離10cmであることがわかる。

実験2(ただ試しただけで)
光-20-L1-20-L2-S
(L1の実像上にL2を置いてみる)
SをL2から遠ざけると光の丸がどんどん大きくなる。

実験3
光-20-L1-40-L2-20-S
Sに正立実像ができる。
(Sにできる像はL1がL1の右20cmに作る実像の実像と思われる)
(腕を伸ばして凸レンズに見える逆さの像は、凸レンズの手前10cm(焦点距離)より少し手前にできている実像らしい)

実験4(追加実験)
光-20-L1-30-L2-S
L2をL1が作る実像から10cm(焦点距離)の位置に置いてみる。Sにできる像は丸い円で、L2との距離に関係なく大きさはほとんど同じ。

実験5(追加実験)
光-20-L1-40-L2=15-S
でSに正立実像ができる。

実験6(追加実験)
光-30-L1-15-S
Sに倒立実像ができる。

==
今日の予定、介護支援の打ち合わせ、& 病院への運転手。(運動はできなそう)
==
駄目押し実験(夕方)
遠景を上記の装置で確認した。

L1の右10+αcm付近に実像ができていると仮定すると、そこから20cm右にL2を置くと、L2の右20cmに正立実像ができるはずである。
実験の結果スクリーン上に正立実像ができ、遠景の場合でも上記の結果が確認できた。

豊かさ

昨日だったか、日本の国際競争力が9位にランク付けされたというニュースがありました。

==ニュース1==
スイスの研究機関「世界経済フォーラム(WEF)」が4日発表した2013年版の国際競争力ランキングは、スイスが5年連続で首位になった。日本は9位となり、昨年から順位を1つ上げた。競争力の評価には、「生産性を決定する諸要素」を使用。
1.スイス
2.シンガポール
3.フィンランド
4.ドイツ
5.米国
6.スウェーデン
7.香港
8.オランダ
9.日本
10. 英国
11.ノルウェー
12.台湾
13.カタール
14.カナダ
15.デンマーク
16.オーストラリア
17.ベルギー
18.ニュージーランド
19.アラブ首長国連邦
20.サウジアラビア

==ニュース2==
スイスの別の組織が発表した競争力ランキングは次の通りです。

2013年の国際競争力(IMD)ランキングを掲載しています(対象国: 60ヶ国)。  スイスの国際経営開発研究所(IMD)が毎年公表している「世界競争力年鑑(World Competitiveness Yearbook)」を基に作成。競争力の評価には、「企業の力(競争力)を保つ環境」を使用。

1位   アメリカ
2位   スイス
3位   香港
4位   スウェーデン
5位   シンガポール
6位   ノルウェー
7位   カナダ
8位   アラブ首長国連邦
9位   ドイツ
10位   カタール
11位   台湾
12位   デンマーク
13位   ルクセンブルク
14位   オランダ
15位   マレーシア
16位   オーストラリア
17位   アイルランド
18位   イギリス
19位   イスラエル
20位   フィンランド
21位   中国
22位   韓国
23位   オーストリア
24位   日本
25位   ニュージーランド

==ニュース3==
個人の所得ランキングは次の通りです。

2013年5月15日、世界保健機関(WHO)は「World Health Statistics 2013(世界保健統計2013)」を発表した。 それによると国民総所得(GNI)が最も高い国はカタールで86,440ドル(約890万円)。

1 カタール 86,440  8,903,320
2 ルクセンブルク 64,260  6,618,780
3 ノルウェー 61,460  6,330,380
4 シンガポール 59,380  6,116,140
5 スイス 52,570  5,414,710
6 アメリカ 48,820  5,028,460
7 アラブ首長国連邦 47,890  4,932,670
8 オランダ 43,140  4,443,420
9 スウェーデン 42,200  4,346,600
10 オーストリア 42,050  4,331,150
11 デンマーク 41,900  4,315,700
12 ドイツ 40,230  4,143,690
13 カナダ 39,660  4,084,980
14 ベルギー 39,190  4,036,570
15 オーストラリア 38,110  3,925,330
16 フィンランド 37,670  3,880,010
17 イギリス 36,010  3,709,030
18 フランス 35,910  3,698,730
19 日本 35,330  3,638,990
20 アイルランド 34,180  3,520,540
21 イタリア 32,400  3,337,200
22 スペイン 31,400  3,234,200
23 アイスランド 31,020  3,195,060
24 韓国 30,370  3,128,110
25 イスラエル

==
「日本のGDPは中国に抜かれて3位」になった、という話がありましたが、それより問題なのはGDPが3位なのに個人の所得が19位ということです。生活の質の方も合わせて研究していく必要がありそうです。

==今日の一日
午前中:「光の実験装置制作」のための木材を買いにいく。
午後:実家のインターフォン増設工事に立ち会う。

 

9月

もう9月です。最近はテニスコート、実家など、毎日あちこち駆け回っている感じです。
その間を縫って光学やら古代史などの勉強を楽しんでいます。

後期の授業は24日から始まります。私は生物分子科の授業が水曜2限にあります。そろそろ準備を始めなくてはいけません。 水曜午後はフリーですので、お昼でも食べに来てもらえれば歓迎です。

今朝は久しぶりの大雨で、ホッしたのもつかの間、10時過ぎにはまた真夏が戻ってきてしまいました。 今日は、柏の葉にあるALBEDOという空間ディスプレーの会社へ行ってきました。

http://www.albedo.co.jp/

ついでに東大柏の葉キャンパスで昼食を摂ってきました。
http://www.kashiwa.u-tokyo.ac.jp/

 

虫眼鏡の拡大率

虫眼鏡で何かを見ると、左目でも右目でも同じ大きさに見えると思っていました。

今回、気付いたのですが、私の場合右目で見た方が大きく見えます。

私は右目の方が左目より視力があります。

拡大鏡で見える大きさは視力と関係があるようです。