雷の放電は大気の絶縁性のためいっきに地面に届きません。雷雲から小きざみな放電を繰り返し空気中に電気の通り道を作りながら地面へと近づきます。稲妻がジグザグに見えるのはこのためです。これを先駆放電といいます。稲妻が地面に届くと今度は逆に地面から雲に向かって放電が起こります。これを帰還雷撃といいます。このとき強い光と大きな音を出します。これが落雷です。
実際には落雷しているのは先駆放電で帰還雷撃は地面から空へ向かいます。次の映像は稲妻をハイスピードカメラで撮影したものです。先駆放電と帰還放電の様子がよくわかります。
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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1万2千平方キロメートルにもなる真っ白な塩の大地「ウユニ塩原」があります。 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ました。
Google Mapでもその場所は真っ白な大地ですぐに見つけることができます。
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。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。雨期のウユニ塩原の様子はまるで天空の鏡です。まさに世界一大きな平面鏡と言えるでしょう。
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2012年の自動車のCMの動画です。この自動車は光学迷彩を施したメルセデス・ベンツだそうです。
こちら側から見える面にLEDディスプレイを貼り付け、反対側に取り付けたデジタルカメラで撮影した映像をリアルタイムに表示する光学迷彩によって透明な自動車を実現しています。この自動車はプロモーション用に作られ1週間でドイツ国内を駆け巡ったそうです。
Mercedes-Benz. The Invisible Drive. | Ridgeway Mercedes-Benz
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日本ではあまり見かけませんが、海外では庭の池の水面に角柱や球形の水槽を取り付けて楽しんでいる人が多いようです。
次の映像は池の水面に球形の水槽を取り付けた例です。鯉が池から球形の水槽の中に入り込んでいます。光が屈折するので鯉の見え方が面白いです。
Add-A-Sphere daytime video www.addasphere.co
この水上の水槽は次の映像のように作られています。
なぜ水槽の中に鯉がたくさん集まっていくるのかもわかります。
旭山動物園の展示方法の家庭版という感じがします。
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HONDAが錯視を利用したディーゼル車CR-V 1.6のCM映像を作成しました。
杭に突っ込んでいく自動車、果たして、その運命は？
こちらの映像を見ると一目瞭然です。
Honda Illusions, An Impossible Made Possible New CR-V 1.6 Diesel Video
錯視を利用した画像というと、だいたいが静止画ですが、これはその様々な静止画の中を現実の自動車が走り抜ける動画です。
錯視の静止画に平面を走る動く自動車を組み込み、躍動感と驚き、そして意外性のある映像を作り上げています。このアイデア凄いです。
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目に見えないのに、そこにはないと認識してしまうのが透明な物体です。ガラスに気が付かなくて、頭をぶつけた経験のある人も多いのではないでしょうか。その逆の発想をしたのがこのイタズラ映像です。
目に見えないのに周りの環境でそこにあるだろうと認識してしまうのも透明な物体なのです。
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2020年5月21日午前2時31分、国際宇宙ステーション（IIS）に物資を運ぶ無人補給機「こうのとり（HTV, H-II Transfer Vehicle）」９号を搭載したH-IIB(H2B)ロケットが鹿児島県の種子島宇宙センターから打ち上げられました。約15分後に、H-IIBロケットから切り離されたHTVは予定通りの軌道に投入され、打ち上げは成功しました。HTVは25日午後9時頃にIISに到着する予定です。H-IIBロケットとHTVは今回の打ち上げをもって退役となり、最後の打ち上げに有終の美を飾ることができました。
下記のJaxaの映像で30分のところが打ち上げ10秒前です。
「こうのとり」9号機/H-IIBロケット9号機打上げライブ中継
今回の打ち上げは新型コロナウイルスの感染防止のため種子島島内の見学場が全て閉鎖されたなか実施されました。
自分はずいぶん前にH-IAロケットの打ち上げを見学するために種子島を訪問したことがあります。残念ながら打ち上げが延期となってしまいました。いつか見学しに行きたいと思っています。
実は宇宙ロケットは非常に効率の悪い乗り物です。地上から打ち上げたロケットが地球の引力を振り切って宇宙空間に脱出するためには毎秒１1.2 km（40,320 km/h = マッハ33）の速度が必要となります。ロケットがこの速度を出すためには膨大な推進力を必要とします。
ロケットの推進力を大きくするためには燃焼ガスの噴射速度を大きくする必要があるため、大量の燃料を必要とします。そのため、普通のロケットは総質量のほとんどを燃料が占めています。H-IIBロケットの場合、総質量531トンに対して86％の458.2トンが燃料となります。
ロケットが運べる貨物の質量をペイロードといいます。H-IIBロケットのペイロードは人工衛星を打ち上げるのに必要な高度で8トン（高度36,000 km以上）から19トン（高度350～1,400 km）です。打ち上げの時のH-IIBの総重量は531トン＋ペイロードとなります。
ISSは高度約400 kmの起動を回っています。「こうのとり（HTV）」は全長9.8 m、直径4.4 mの円筒形をしています。質量は補給品を搭載していない状態で10.5トンで、積載可能最大質量は6トンです。高度350〜460 kmまでの軌道に対応しています。実際には棚など内部に設置されている構造物の質量を除いた輸送能力は4トンぐらいのようです。
積載可能な質量まで満載したHTVを搭載したエンジンを点火する前のH-IIBの総質量は531トン＋16.5トン＝537.5トンぐらいになります。
H-IIBロケットの後継はH-III(H3)ロケットとなり、2020年ど後半に試験機の１号機が打ち上げを予定しているようです。H-IIIロケットは世界のロケット市場で活躍できるように、柔軟性、高信頼性、低価格を実現し、使いやすいロケットとなることをめざしています。
一方のHTVの後継はHTV-Xとなり、21年度以降に運用開始となる予定です。HTVはISSのロボットアームでISSとドッキングするようになっていますが、HTV-Xは自動ドッキング機能を備えています。これにより、米国NASAが計画している月周回宇宙ステーションにもドッキングできるようになります。
ペイロードを含まないH-IIIロケットの総質量は571トン、HTV-Xの棚など内部に設置されている構造物を除いた輸送力は5.85トンになるようです。
大音響とともに鋭い光の筋が空を切り裂く雷。古代の人々は雷は雲の中にいる神様が光と音を出していると考えていました。たとえば、ギリシャ神話の全知全能の神であるゼウスは雷を司る天空神です。日本では、古くから雷神が雷をおこすと考えられていました。日本語の雷の語源は神鳴りと考えられています.
雷の正体は18世紀の半ばには電気であることが予想されていました。雷の正体を初めて実験で確かめたのは、アメリカの政治家・科学者のベンジャミン・フランクリンです。フランクリンは静電気の実験に使われていたライデン瓶に蓄電すると、電気火花が発生するのを見て、この電気火花と稲妻は同じものではないかと考えたのです。
ライデン瓶は1746年にオランダのライデン大学の物理学者ピーテル・ファン・ミュッセンブルークが発明した蓄電装置です。実際には数ヶ月ほど前にドイツのエヴァルト・ゲオルク・フォン・クライストも同じ仕組みのものを発明しています。ライデン瓶の上部の金属球に静電気を帯びたものを触れると、金属箔に電気が蓄えられます。電気が蓄えられた状態で、内側と外側の金属箔を短絡（ショート）するとライデン瓶の中で放電が起こり、電気火花が発生します。
1752年6月、フランクリンは雷の正体を調べるため、自分の息子とともに雷雲をめがけて凧あげの実験を行いました。 彼は凧に針金を取り付け、凧糸には水に濡れやすい麻糸を使いました。そして、麻糸に金属の鍵を取り付けました。金属の鍵から手元までは感電防止のため濡れにくい絹糸を使いました。雷で麻糸が帯電して逆立ったとき、彼は息子に金属の鍵の先にライデン瓶を近づけるように言いました。息子がライデン瓶を鍵に近づけると、雷の電気がライデン瓶に蓄電されていきました。そして、ライデン瓶を短絡させると、ライデン瓶の中で電気火花が生じました。一瞬の出来事でしたが、雷の正体が電気であることが確かめられた瞬間でした。
※フランクリンの凧あげ実験は非常に危険ななので、絶対にやってはいけません。
空に浮かぶ雲は細かい水滴や氷の粒でできています。これらの水滴や氷の粒は地上や海上で蒸発した水です。空気は気温が高いほど水蒸気をたくさん含むことができます。暖かい空気は軽いので上空へ昇っていきますが、上空は気圧が低いので膨張します。このとき、空気は外部から熱を与えられない状態で膨張します。空気自身が持つ熱が膨張に使われるので、空気の温度が下がります。空気に含まれる水蒸気は冷やされると気体のままでは存在できなくなり、凝結して細かい水滴や氷の粒になります。これが雲の正体です。
雷がよく起きるのは、夏に空高くまで発達した積乱雲の中です。積乱雲の中では、強い上昇気流のために、氷同士が激しく衝突します。このとき、氷の表面の水や衝突で融けた水が負の電荷を持ち、それが成長する氷に移動します。そのため、大きい氷の粒がマイナス、小さい粒がプラスの電気を帯びます。小さい粒は、軽いために雲の上の方へ、大きい粒は重いため雲の下の方へ移動します。その結果、雷雲は、ちょうどプラスとマイナスが向かい合った形となり、そこに高い電圧がかかるというわけです。また雷雲が大地に近づくと、その下の地面はプラスに帯電していきます。これを静電誘導といいます。
雷雲が発生すると、雲の中で静電気がたまります。この静電気が、雲と地上の間の大気の絶縁性で支えきれないほど大きくなると、雲から地上へ対地放電が起こります。これが落雷です。また、放電は落雷よりも雲の中で頻繁に起こります。このとき、雲が青白く光って見えます。ひとつの雷雲の中で起こる場合を雲内放電、複数の雷雲の間で起こる場合を雲間放電といいます。
内部を真空にしたライデン瓶で放電の実験を行うと、電気火花が生じなくなります。つまり、電気火花の発生には空気が関係しています。本来、空気は絶縁体で電流は流れません。しかし、強い電圧をかけると、瞬間的に電気絶縁性が失われ大電流が流れます。すると、大きなエネルギーを持った電子が、空気中の窒素や酸素に衝突します。窒素や酸素は電子のエネルギーを受け取り、自分自身も電子を放出してイオン化して高エネルギー状態になります。高エネルギー状態になった窒素や酸素は、すぐに元のエネルギー状態に戻ります。このとき、余分なエネルギーが光となって出てくるわけです。これを放電現象といいますが、稲妻の光もこれと同じ現象です。なお、放電が起こると、火花の周囲の温度が急激に上昇し、空気が瞬間的に膨張します。そして、膨張した空気はすぐに冷えるため収縮します。この空気の膨張と収縮が振動となって音となります。
雷の放電は、大気の絶縁性のために、いっきに地面には届きません。何度も小きざみに放電を繰り返し、電気の通り道を作りながら、地面へと近づきます。稲妻がジグザグに見えるのはこのためです。これを先駆放電といいます。稲妻が地面に届くと、今度は逆に地面から雲に向かって放電が起こります。これを帰還雷撃といい、このとき強い光と大きな音を出します。これが落雷です。
落雷をハイスピードカメラで撮影して映像がYouTubeにあがっています。
落雷の威力は凄いです。
Close-Up Lightning strike Compilation with Horrifying Sound and Destruction |Thunder strikes
レンチキュラーレンズという板状のレンズを通して物体を見えると、物体が消えて見えなくなる現象が起こります。この現象は手品でも利用されています。まずは次の手品の動画をご覧ください（BGMがかかっているので音量に注意してから再生してください）。
背面が横縞模様の壁になっている台の上に透明な箱を被せます。箱の向こうに背面の壁がしっかり見えていますが、この箱を開けると、なんと台の上に自由の女神が現れます。
つづいて、次の映像をご覧ください。解説は英語ですが、映像を見ると、レンチキュラーレンズを通して物体を見ると、どんな見え方になるかわかります。
A Real Invisibility Shield | How Does It Work?
横向きの２本の棒にプライヤーが立てかけられています。それらの前にレンチキュラーレンズを置くと、プライヤーが消え、横向きの２本の棒だけが見えます。しかも、２本の棒はプライヤーの後ろにあるのに、前面にあるように見えています。また、２分２５秒ぐらいからになりますが、レンチキュラーレンズを棒の先端の方へ移動すると、棒が伸びて見えます。
なぜ、このような現象が生じるのかについては、後日、記事をアップします。
また、この現象は光学迷彩と言えるのでしょうか。
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レーザーポインタの光の点を追いかける黒猫です。猫がごく普通にじゃれているように見えますが、実はこの猫の正体はスパイダーキャットだったのです。
その正体は次の影像を見るとわかります。
Poobs the cat a laser pen and carpet wall.
これだけ見事だと、錯覚で床と壁がわからなくなりますｗ
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