物体が凸レンズの焦点距離の2倍の位置にあるとき実像はどうなるか？

次の図のように物体 AB を凸レンズの物体側（前側）の焦点 F' の2倍の位置 a に置くと、実像 A'B' は凸レンズの像側（後側）の焦点 F の2倍の位置 bにできます。このとき a = b で、物体 AB と像 A'B' の大きさは同じになり倍率は1となります。物体側と実...

色彩:色材の文化史 (「知の再発見」双書)

色彩―色材の文化史 (「知の再発見」双書) フランソワ ドラマール (著), ベルナール ギノー (著), Francois Delamare (原著), Bernard Guineau (原著), ヘレンハルメ 美穂 (翻訳), 柏木 博 色彩―色材の文化史 (「知の再発...

色彩心理学入門―ニュートンとゲーテの流れを追って

色彩心理学入門―ニュートンとゲーテの流れを追って (中公新書) 大山 正 (著) この本は色の見え方について解説した入門書です。色が見える仕組みが解明されるまでの歴史や、色が見える仕組みを学びたい人は是非読んみてください。  内容（「BOOK」データベースより） 色彩の...

色温度｜図解 光学用語

色温度とは（いろおんど、color temperature） 光源が発する光の色を 熱放射 で光を出す物体の絶対温度（K）に換算して表した尺度を色温度といいます。色温度によって光源の色を数値的に表すことができます。 熱放射で光を出している物体についてはその物体の色か...

正視・近視・遠視が老眼になるとどうなる？｜老眼になる原理と仕組み

はじめに 年齢を重ねるとともに近くのものが見えにくくなるのが老視（老眼）です。目が正常な人が老眼になると遠くは良く見えるものの近くが見えにくくなり老眼鏡が必要となります。一方、近視の人は近視眼鏡を外すと遠くが見えなくなりますが近くは良く見えます。 このように正常な眼の人と...

凸レンズを半分隠すと実像と虚像はどうなるか

凸レンズを半分隠すと実像と虚像がどのようになるかという問題があります。この問題は物体の1点から出た光が凸レンズをどのように通り抜けてくるかを考えるとわかります。 凸レンズを半分隠すと虚像はどのように見えるか 虚像は凸レンズを通ってやってくる光をそのまま見ているだけです。...

ディオプター｜図解 光学用語

ディオプトターとは でぃおぷたー、 diopter ディオプターはディオプトリとも言いレンズの度数（屈折力）の単位です。次の式のように焦点距離f（m）の逆数と定義され記号Dで表されます。1 Dのレンズはレンズの後側 1 mに焦点を結ぶ凸レンズになります。この式からDが...

明視域｜図解 光学用語

明視域とは めいしいき、 clear vision region 眼は遠くを見るときには水晶体を薄くし、近くを見るときには水晶体を厚くして眼の 屈折力 を調整してピントを合わせます。 眼でピントを合わせることができる最も近い点を 近点 、最も遠い点を 遠点 といいま...

熱放射｜図解 光学用語

金属の電熱線に電気と通すと発熱して暗赤色となります。電熱線は高温になるにつれて様々な波長の光を出すようになり、さらに温度が高くなると白色光を出します。 電熱線が発熱するのは電熱線の金属原子が振動するからです。原子が振動するとき原子中の電子は原子より軽いためより激しく振動します...

凸レンズでスクリーン上にできる実像の見え方を確かめる方法

凸レンズの実像はスクリーンにどのように映るか 凸レンズでできる実像のでき方についてよく次のような問題が取りあげられます。 問1「次の図のようにFと穴を開けた板の実像をスクリーンに映したとき、凸レンズ側から見たときに実像はどのような形に見えるか。ア～エの中から選びなさい。」 ...

合わせ鏡（90度）に物体の虚像はどのように映るか

合わせ鏡をのぞいてみると 1枚の平面鏡に自分の顔を映すと、頭は鏡の上側、あごは鏡の下側、左目は鏡の左側、右目は鏡の右側に映ります。それでは次の図のように2枚の平面鏡を直角につないだ合わせ鏡をのぞきこむと自分の顔はどのように映るでしょうか。 合わせ鏡（90度）をのぞいてみると...

収差｜図解 光学用語

収差とは（しゅうさ、optical aberration） 凸レンズの光の進み方について、「レンズの光軸に平行に入る光は焦点に集まる」「物体の1点からでた光はレンズを通ったあと1点に集まり像をつくる」という約束があります。しかしながら、普通のレンズではこの基本的な約束...

全身を映す鏡の大きさが身長の半分になる証明

全身を映す鏡の大きさ 次の図1は全身を平面鏡に映したときの様子を示したものです。つま先Bからでた光は鏡のQで反射して眼Oに届きますが、このとき光はOQの延長線上のB'からやってくるように見えます。同様に頭Aからでた光は鏡のPで反射して眼Oに届きますが、光はOPの延長線上のA'...

アントニ・ファン・レーウェンフックの単式顕微鏡｜顕微鏡の歴史③

アントニ・ファン・レーウェンフック ロバート・フックの功績によって複式顕微鏡は理化学機器として発展していくことになりますが、拡大率の高い顕微鏡は像に色がついて見えたり、解像度が追い付かずぼやけて見えたりするなどの問題がありました。 フックが複式顕微鏡を使って観察をしていた頃...

ロバート・フックの複式顕微鏡｜顕微鏡の歴史②

ロバート・フック ヤンセン親子が発明した凸レンズを2枚使った複式顕微鏡はヨーロッパに広まりましたが、その発展は後に発明された望遠鏡に比べると遅れをとりました。現在の顕微鏡のように微細構造を観察する性能を出すことができなかったためです。日常生活でものを拡大して見る道具としては、...

ジャミラの円盤の光学迷彩｜ウルトラマン第23話「故郷は地球」

ウルトラマン第23話「故郷は地球」は有名なジャミラの話です。 ジャミラは宇宙開発競争で某国が打ち上げた宇宙船に搭乗していた地球人の宇宙飛行士の名前です。ジャミラは事故によって水のない惑星にたどり着き、某国の救助を待っていました。しかしながら、某国は国際的な問題になることを恐れ...

愛の戦士 レインボーマン｜虹色｜光と色のヒーロー列伝⑥

光あるところに色がある。まこと艶やかな色に数知れぬ波長の光があった。 たくさんのヒーローがいますが、光や色に関係するヒーローは少なくありません。このシリーズは光と色に関係するヒーローを取り上げていきます。 第6回は色のヒーロー「愛の戦士 レインボーマン」の登場です...

クール星人の宇宙船は光学迷彩｜ウルトラセブン第1話「姿なき挑戦者」

「地球は狙われている！いま宇宙に漂う幾千の星から恐るべき侵略の魔の手が」（浦野光）のナレーションから始まるウルトラセブン第1話「姿なき挑戦者」。 クール星人が 昆虫のような 地球人を誘拐し地球防衛軍に全面降伏を求めてきますが、ヤナガワ参謀とヤマオカ長官がこれを毅然とした態度...

焦点深度｜図解 光学用語

レンズには収差があり、光には回析限界があるため、光は1点に集まらず、点像はぼやけて、ある大きさの円盤状の形となります。この円盤のことを 錯乱円 といいます。像面上で像がぼやけていても、ぼけがある大きさになるまでは、ピントが合っているように見えます。像のぼけが許容される大きさの錯...

絞り｜図解 光学用語

絞りとは（しぼり、diaphragm） 絞り はレンズに入る光の量を調整する穴のことで、 開口絞り （aperture diaphragm ）ともいいます。カメラのレンズの絞りは次の図のように、複数の羽によって穴の大きさを連続的に変化させることができます。物体からでた光の...

色は何色（なんしょく）あるのか

色は数えられるか   太陽光をプリズムによって分散させると赤から紫までの光の色の帯、すなわち可視光線の連続スペクトルが得られます。 可視光線の連続スペクトル このスペクトルに現れる色はおおまかに紫・青・緑・黄・赤の5色ですが、ニュートンは青と紫の間に藍（インディゴ）...

色彩と心理に関する考察

色彩学と心理学 色彩学は色に関することを科学的に体系づけて探究する学問です。ヒトの視覚の仕組み、光と色の関係、色の表現方法や配色の調和などについて学びます。一方、心理学はヒトの心と行動について科学的に探究する学問です。 私たちは普段いろいろな知識や経験をも...

Fナンバー｜図解 光学用語

Fナンバーとは（エフナンバー、F-number） カメラのレンズにはF1.4とかF5.6という表記があります。これは Fナンバー （ F値 ）や 絞り値 といわれるもので、レンズの明るさを示すものです。Fナンバーは、1枚のレンズでは次の図のように 焦点距離f をレンズの ...

満月前夜の月（月齢14 2021年4月26日）

満月は明日なのですが、今夜はとても綺麗に月が見えました。f:8 ss:320 iso:100で撮影し、画像処理で月の表面を強調してみました。 月齢14の月（f:8 ss:320 iso:100）に画像処理 【撮影機材】 この月の写真の撮影に使用したカメラはパナソニ...

可視光線｜図解 光学用語

可視光線とは（かしこうせん、visible light） 可視光線はヒトの目で見ることができる波長の電磁波の総称でいわゆる光のことです。 一般に可視光線に相当する電磁波の波長範囲は「380 nm〜780 nm」や「400 nm～800 nm」などと説明されますが、J...

中学理科凸レンズの虚像の学習の疑問点

はじめに 中学校第一学年理科の単元「光と音」で凸レンズの働きについて学習します。この学習の中で「物体を凸レンズの焦点（前側）に置いたとき、実像と虚像はできるか」という問題が取り扱われます。この解答は次のような図を使って「物体を凸レンズの前側焦点に置くと、物体の1点から出た光...

レンズの公式の符号の覚え方

レンズの公式は下記の通りですが、レンズが凸レンズか凹レンズか、あるいは実像か虚像かによってbやfの符号が変わります。 この符号の変化は凸レンズでできる実像と虚像、凹レンズでできる虚像を作図しながらレンズの公式を求めると理解が深まります。これについては 「光と色...

色の正体は何か？

青い海・緑の木々・赤い夕焼け、私たちは様々な色で満ち溢れた世界で暮らしています。私たちが色を見るのは、光源を見ているときか、光で照らし出された物体を見ているときです。光源の色は、光源から出た光を直接見たものですから、光源から出る光が決まれば色が決まります。一方、物体の色は、光...

活動写真と映画の始まり｜ゾエトロープからシネマトグラフへ

それは賭け事から始まった 1872年、スタンフォード大学の創設者でカリフォルニア州知事を務めていたリーランド・スタンフォードは、馬が走っているときに、4本の脚すべてが地面から離れる瞬間があるかどうか友人と賭けをしました。 馬が走っているときに脚は・・・ スタンフ...

ライト・トーナス値に関する検討

【20060721】調査開始するも資料少なく断念、以降、継続して調査続ける 【20201204】公開 この記事は調査を重ねながら加筆していきます。 はじめに 色彩心理学の本やサイトを見ていると、「ライト・トーナス値（Light Tonus Value）」と...

電磁波とは何か

電磁波とは ラジオやテレビ放送、携帯電話などの通信には、電波が使われています。波が伝わるためには媒質が必要ですが、電波は宇宙空間や真空中も伝わります。媒質がないのに伝わる波とは、どのような波なのでしょうか。 導線に電流を流すと、導線のまわりに電流とは垂直な方向に磁界...

レンズの中心を通る光線はそのまま直進するのか？

光は物質の境界面で進む向きを変える 次の図のように平らなガラス板に光を当てると、ガラス板に垂直にあたった入射光Aはそのまま直進しますが、ガラス板に斜めにあたった入射光Bは、ガラスに入るときとガラスからでてくるときに、ガラスの表面で進む向きを変えます。このような現象を 屈...

反射｜図解 光学用語

反射とは はんしゃ、 reflection 反射 とは、光や音などの波が物体に当たった時に跳ね返る現象のことです。ここでは、 光の反射の法則 について説明します。 平面鏡を正面からのぞくと、鏡に自分の顔が映ります。しかし、鏡を斜めからのぞくと、鏡に自分の顔が映...

虹を白色光に戻す ｜ニュートンのプリズムの分散の実験をやってみた③

単色光をプリズムに通す実験 ニュートンはプリズムでできるスペクトルが円形ではなく縦長になる理由を突き止めるため、次の図のように、スペクトルから 単色光 を取り出し、もうひとつのプリズムに通す実験を行いました。すると、赤色光よりも紫色光の方が大きく屈折することがわかった...