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2012年8月

2012年8月30日 (木)

スペクトルとはなにか(1)

 1666年、イギリスの物理学者アイザック・ニュートンは太陽光をプリズムに通すと虹のような連続した光の色の帯が現れる現象を発見しました。このような現象が起こるのは、太陽光に含まれる可視光線がプリズムで屈折して、さまざまな色の光に分かれるからです。ニュートンはこの連続した光の色の帯のことをスペクトルと名付けました。

Prismnewton

 一般的に、スペクトルとは光の成分を波長の順に並べたもののことをいいます。光は波長によって分類することができますが、スペクトルも光の波長範囲によって可視スペクトル、赤外スペクトル、紫外スペクトル、X線スペクトルなどに分類されます。

ニュートンが発見した太陽光の光の色の帯は、太陽光に含まれる可視光線のスペクトルです。

Vislight

太陽光から出る光のスペクトルは次の図のようになります。これは、横軸を波長、縦軸を光の強度で表したスペクトルです。

Prismnewton

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2012年8月29日 (水)

大都会と大自然の類似性 We are all connected

大都会と大自然、人間と動物の行動が似ているということを上手に表現した映像です。

We are all connected

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2012年8月27日 (月)

炎のイリュージョン

Amazing Fire Illusion!

イリュージョンを見せてから種明かしをすることが多いと思いますが、この動画は逆です。この床に散りばめられたロウソクは何だろう?と思っていたら、なるほどそうなるのかとなります。

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2012年8月25日 (土)

すさまじい威力の自作の太陽炉

米国の19才の少年が5800個の鏡を使って作ったR5800という名前の凹面鏡です。直径1メートルのパラボラアンテナに鏡を貼り付けて作ったそうです。この凹面鏡の焦点に物体を置くと、あっという間に物体が燃焼してしまうのですが、その威力は金属を溶融させるほどで、まさに太陽炉のようです。この簡単な装置で、焦点の位置の温度は3600℃にもなるそうです。

Solar "Death Ray": Power of 5000 suns!

ただ、このR5800は格納していた小屋が火事になってしまい燃えてしまったそうです。火事の原因はよくわかっていないようですが、小屋に入り込んだ光がR5800に集められて小屋に火をつけた可能性があるとのことです。ものを燃やす装置が自分を燃やしてしまったことになります。ネット上では、装置が自殺したなんて書かれています。

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2012年8月23日 (木)

天空の鏡 世界一の大きさの平面鏡 ウユニ塩湖

Photo

 南アメリカ大陸のボリビアアンデス山脈の標高3700メートルの高地に、ウユニ塩原という広さ1万2000平方キロメートルにもなる塩の大地があります。ウユニ塩原は真っ白な大地で、Google Mapで見てもその場所はすぐにわかります。


大きな地図で見る

 このウユニ塩原は、遙か昔にアンデス山脈が海底から隆起したときに、この付近が平坦な大地となり、あたりに川などができなかったために、大量の海水が残ってしまったことによりできたそうです。

 ウユニ塩原は乾期は塩の大地で自動車で走行も可能です。その高低差は最大でも50センチメートルしかないそうで、世界でもっとも広い平らな大地です。

 雨期になると塩原の表面に水がたまって湖となりますが、その湖の深さは、一部をのぞいて自動車で走ることができるほど浅いそうです。

雨期のウユニ塩原の様子はまるで天空の鏡です。次の動画は、その天空の鏡の表面を走行するバイクの映像です。

まさに、世界一大きな平面鏡と言えるでしょう。

Солончак Уюни

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2012年8月20日 (月)

印刷屋さんの色合せ

 学校の美術の授業で、先生から「おいおい空の青色はもっと明るいはずだよ」なんて言われた経験がある人もいると思います。

Photo

そう言われると、さっそく白い絵の具を取り出して、自分が作った空色に白い絵の具を混ぜて色を調整することになります。

 学校の授業で描いたものなら実際の色と少しばかり違っていても問題にはなりませんが、チラシ、カタログ、雑誌、本などの印刷物となるとそうはいきません。

 微妙に色が違っているだけで「頼んだ色はこの色ではない」「実物とは色が違う」などのクレームがきてしまいます。

 もっともシビアな色合わせを要求されている印刷屋さんはどのようにして色合わせをしているのでしょうか。印刷屋さんでの色の取り扱いには2つあります。

 ひとつはプロセス印刷といってイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(B)の四色を網点を使って色を作り出す方法です。通常のカラー印刷はこのプロセス印刷を使って行われます。

Cmyk_2

プロセス印刷の身近な例にはインクジェット式のカラープリンタがあります。印刷物をルーペで拡大してみるとわかりますが、すべての色はYMCKの四色の網点で表現されています。例えば、緑色はYとCのインクの網点で作られています。色の濃淡は網点の密度で表現されます。

 もうひとつは特色印刷といって、その色のインクを使う方法です。特色印刷ではプロセス印刷と違って目的の色そのものの色のインクが使われます。印刷屋さんが色合わせをするのは特色印刷の場合です。

Color_dic_2

インク会社では、各色のインクが実際にどのような色かをまとめた見本帳を用意しています。見本帳にはさまざまな色のサンプルが印刷されています。印刷屋さんはこの見本帳を見て、どのインクを使うか判断します。

 ところが、得意先から指定された色(指定色)となると必ずしもこの見本帳の中に最適なインクがあるとは限りません。そのため印刷屋さんは既存のインクを混ぜ合わせて目的の色を作り出す作業を行います。この作業を色合わせ作業といいます。

 色合わせ作業は指定色と同じ色のインクを作る作業になりますが、単に色があっていれば良いというわけではなく、どのような素材に印刷するのか、印刷物がどのような用途に使われるのかを考えて目的に合致したインクを選ぶ必要があります。色作りの作業や作った色が合っているかの判断は熟練の職人の目によって行われます。絵の具で、ある色を作り出すように、インクを混ぜ合わせながら目的の色を作っていくのですからこれは大変な作業です。

 色合わせが正しいかどうか機械で判断する方法もありますが、現状では職人の速さと正確さには敵わないのです。しかし、人間の目による判断では再現性に問題がある・数値化が不可能などの問題もあり、機械を併用する場合が多くなってきました。

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2012年8月11日 (土)

季刊『理科の探検』(RikaTan)誌2012秋号(9~11月号)

季刊『理科の探検』(RikaTan)誌2012秋号(9~11月号)が8月25日に発売されます。

秋号は特集1が「おうちの電気がわかる」、特集2が「身近な動物学」です。

編集後記より

私たちが普段使っているエネルギーのうち、最も使いやすいのが電気でしょう。昔はガスや灯油で動いていたものが、現在では電気で動くようになった機器も少なくありません。電気の消費量は年々増加していますが、日本はいま節電が大きな課題になっています。家庭の電気の仕組みを理解し、電気器具を正しく使うことができるようになれば、節電を効果的に行うことができるでしょう。

私たちのまわりには多種多様な動物達が生活していますが、動物園にでも行かなければじっくり観察できないと考えてしまいがち。今月の特集2では、私たちヒトをはじめとする哺乳類の生い立ちから、イヌやネコ、家畜達のようにすぐ近くにいてじつはなかなか興味深い観察対象になりそうなものを集めて紹介してみました。観察の視点によって随分奥の深い世界です。是非、動物観察のきっかけにしていただければと思います。 

20120811130752

【目次】

  • フロンティアショット キスで伝える想い 木原 久美子
  • 目次
  • また、はれときどきカメ 【第2回】 林本 ひろみ
  • ニッポン野生生物リサーチ戦隊 【第二話】 秘密兵器の導入 里中 遊歩
  • 幼児向けの「造形かがく遊び」の教室から 空気と遊ぼう ポリ袋のふいご 立花 愛子
  • 極めてデジフォト 第8回 大量の写真、その保存は? 池田 圭一
  • ちょい悪おやじの生物学 第二回 フライフィッシングで学ぶ 青野 裕幸
  • Science4you ものが水に濡れるとなぜ色が濃く見える? 桑嶋 幹
  • 散歩道で感じる 日本の四季 岩槻 秀明
  • ねぼすけさんとだぶさんの鉱物を探しに行こう! 田中 陵二
  • RikaTanプラネタリウム 小野 夏子
  • サイエンスカフェへようこそ さかさパンダ
  • 四季のねじ 秋のねじ 門田 和雄
  • 一生に一度は行きたい自然・科学スポット 十和田湖 井上 貫之
  • 数楽しよう!~エッシャーシンメトリーの世界~ 岡田 晃次
  • やってみよう 実験・ものづくり “導電糸”で手作りスマートフォン用手袋 漆畑 文哉
  • ネコの動物行動学事始 今泉 忠明
  • 都会に生きる野生動物たち 里中 遊歩
  • 黒ラブ教授のたまごかけごはんヽ(´▽`)/ 黒ラブ教授
  • やってみよう 実験・ものづくり 水のあぶりだし 石塚 正純
  • 特集1 おうちの電気超入門 長戸 基
  • 特集1 おうちと周辺の電気回路 みわ よしこ
  • 特集1 LED電球のプラスとマイナス 舩田 優
  • 特集1 家電製品を支える縁の下の力持ち コンデンサーのしくみと働きってなんだろう? 加川 泰寛
  • 特集1 おうちの電気機器に使われるいろいろなモーター 福武 剛
  • 特集1 感電、漏電の事故と対策 十河 秀敏
  • 特集1 アースが必要な電気機器は? 丸山 文男
  • 特集1 60ヘルツと50ヘルツの違いに困るとき 安居 光國
  • 特集1 冷蔵庫・エアコンの主役ヒートポンプとは? 松島 文子/大川 祐輔
  • 特集1 電源アダプターの仕組みはどうなっているの? 加川 泰寛/大川 祐輔
  • 特集1 どうして使った電気の量がわかるの?~積算電力計のしくみ~ 横内 正
  • 特集1 分電盤の中のブレーカー 井上 貫之
  • 特集1 電子レンジの解体ワークショップ
  • 特集2 これが獣だ! ― 無脊椎動物から脊椎動物、そして哺乳類へ ― 田中 一樹
  • 特集2 イヌの動物行動学事始 今泉 忠明
  • 特集2 家畜~もっとも身近な動物たち~ 青野 裕幸
  • 話題の動物たち 第2回 人を襲ったヒグマ 今泉 忠明
  • リカ先生の10分サイエンス(53) 田崎 晴明/田崎 真理子
  • ヒッグス粒子が発見されたか? 小寺克茂
  • 妄想似非科学 #2 佐藤 実
  • ブレッドボードで遊ぶ電気と電子回路 第2回 コンデンサーを使う 福武 剛
  • MISSION:SEMPOSSIBLE 微小な甲殻類の姿を撮影せよ! 加藤 琢也
  • 数多あるもう一つの未来-SFが予言した世界- 第2回 グラン・ヴァカンス 大西 光代
  • 中学入試問題をたのしもう(物化) 蔵之上 義史
  • 中学入試問題をたのしもう(生地) 玉野 真路
  • 科学だけでは解けません!第二回 みわ よしこ
  • たのしくわかる実験・観察 お天気ペーパーで天気予報 橋本 賴仁
  • やってみよう 実験・ものづくり ペットボトルでミニ野菜工場を作ろう 倉田 智子
  • やってみよう 実験・ものづくり 美しい結晶の世界~塩化アンモニウム 酢酸ナトリウムの結晶~ 伊藤 広佳
  • やってみよう 実験・ものづくり 不思議バランス~ペンスタンド&バランスおもちゃ~ 橋本 賴仁
  • 一生に一度は行きたい自然・科学スポット 阿蘇カルデラ 松島 文子
  • 一生に一度は行きたい自然・科学スポット 沖縄やんばる 清水 隆裕
  • たのしい理科と自然の小話 ミミズがつなげる2つの世界 ~土作り名人の素顔に迫る~ 保谷 彰彦
  • たのしい理科と自然の小話 鬼っ子“カナダガン” 久米 宗男
  • たのしい理科と自然の小話 身近な藍藻 イシクラゲ 松本 忠和
  • たのしい理科と自然の小話 発想の転換が開いた扉~冬眠タンパクの発見~ 大西 裕子
  • 読書室 吉田 のりまき
  • RikaTan広場 井上 秀喜/松井 真由美
  • 編集長エッセイ 左巻 健男

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透明な幼生たち ウニの成長

ウニというとイガイガの姿を思い出しますが、ウニは最初からあのような形だったわけではありません。ウニの幼生はとても綺麗な姿をしています。この映像は、ウニの成長を通して、海中で生きる生物の透明な幼生たちを紹介してくれます。

How Life Begins in the Deep Ocean

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2012年8月 9日 (木)

ペットボトルで火をつける方法

WATER BOTTLE STARTS FIRE!!

ペットボトルに水を入れ、太陽の光を集めると、火をつけることができるかどうかを検証した実験ができます。

透明なポリ袋に水を入れてもレンズができます。

火がない!と思っても、太陽さえ出ていれば何とかなるものです。

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2012年8月 7日 (火)

【解答】レンズに任意の角度で入射する光線はレンズを出た後にどのように進むか

【問題】レンズに任意の角度で入射する光線はレンズを出た後にどのように進むか の解答です。

図のように焦点距離 f の凸レンズの主平面に光線①が任意の傾きで入射するとします。光線①は凸レンズから出た後、どのように進むのか、作図で考えてみましょう。ただし、Oは凸レンズレンズの中心、Fは凸レンズの後側焦点です。

Lens_1

この問題は次の図のように補助線となる光線を一本引くだけで、すぐにわかります。

まず光線①に平行で凸レンズの中心Oを通る光線②を焦平面まで引きます。光線①と光線②は平行光ですから、レンズを出た後に必ず焦平面上で交点を結びます。

続いて、光線①と主平面の交点から、光線②と焦平面との交点まで光線③を引きます。

Lens_2_2

このように、光線①はレンズを出た後に光線③のように進みます。

せっかくですから、θとθの関係を求めてみましょう。

凸レンズの主平面に、凸レンズの中心から高さhのところに、角度θで入射する光線を考えます。

Lens_3

焦点Fから、光線②と光線③の交点までの長さをh’とすると、

より、

 

となります。

この式のh’に上の式を代入すると

となります。

この式は、凸レンズの中心から高さh/2のところを傾きθで入射する光線が、凸レンズを出た後、傾きθで進むということを意味しています。

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2012年8月 5日 (日)

3D絵画を簡単に描く方法

誰でも簡単に描ける3D絵画【手編】 How to Draw 3D Art (Hand)

これは線と色だけで描いた手の三次元表示の絵画です。

Image2

どうやって描くのかなと思ったのですが、実に簡単です。次のように作るようです。

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2012年8月 2日 (木)

水面に描く色の芸術

水面に絵の具を落としていきながら絵を描いていく芸術です。

水面に浮かべた絵の具をロッドで動かすことによって、色の形を変化させて絵を仕上げていきます。最後に水面にそっと紙をかぶせて、絵を写し取ります。どちらの映像もとても綺麗な絵ができあがっています。

比較的簡単にできるので、理科の実験ショーでやっても面白いと思います。

Painting on Water

Painting on water (a.k.a. Ebru)

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