光ってなんだろう!? レンズってなに?

レンズはなにをしているの?

レンズを使うと光をいろんな方向に曲げることができます。
光をコントロールする装置のほとんどは、中にレンズが組み込まれているはずです。
鏡を使ってもレンズとほとんど同じことができます。

簡単なレンズ

レンズは2つのタイプがあります。

凸レンズは光を集めます。
光を集めることを集光(しゅうこう)といいます。

凹レンズは光を広げます。
光を広げることを発散(はっさん)といいます。


いろいろな凸レンズと凹レンズを組み合わせることもできます。
レンズの組み合せによって光の通る道が変わります。

シンプルなレンズ、複雑なレンズ

  • レンズを2、3枚で使ったカメラではきれいな写真はとれません。
    きれいな写真を撮るためには何枚もレンズが必要です。
    きれいな写真がとれる複雑なレンズを作るため、レンズをつくる人はどんな組み合わせがいいか考えています。
    いいレンズをつくるには、たくさん計算しないといけないので、コンピュータを使います。
  • カメラレンズ (6枚のシンプルなレンズを使っています)

    クリックするとカメラの全体像が見れます。
  • ビデオカメラ用のズームレンズ(13枚のレンズを使っています)

    TVカメラのレンズは40枚以上のレンズでできていて、とっても高いです!

虫めがね:一番かんたんな装置

凸レンズを物体に近づけると、物体は大きく見えます。これは凸レンズの光を内側に曲げる力によるものです。人間の目は光路がまっすぐ後ろに続いていると思うので、人間には、拡大された”仮想”的な像が見えます。
この絵は虫めがねの仕組みを説明しています。
虫めがねは光を曲げることで物が実際の大きさより大きく見えます。
光を使った装置はほとんど、光を曲げることで人の目や頭をだましています。
本当の物体とは違うところから光が飛んできているように見えます。

虫めがねで太陽の光を黒い紙に集めてじっと待っていると紙が燃えます。
理科の授業でやりませんでしたか?
太陽の光がもつエネルギーを虫めがねで小さな点に集中させたことで紙が燃えたのです。

太陽の光は大きなエネルギーを持っています。
太陽の光を使って電気を作ることができます。
ソーラーカーの上に乗っている太陽電池は太陽のエネルギーを使ってタイヤを回しています。

レンズを使ったいろいろな装置

星や宇宙を調べるため望遠鏡や装置

星や宇宙を調べるために古くから望遠鏡が使われています。

地球が回っていることを発見したガリレオ・ガリレイは星などを見るための小さな望遠鏡を初めて使った人だといわれています。その観察記録が今でも残っています。

ガリレオが望遠鏡を使って発見したもの
  • 月の表面は山みたいになっている!
  • 木星にも月がある!
  • 太陽の黒点や惑星は点ではなくて面積を持っている!
その後、性能のいい望遠鏡と分光器という特別な装置で、宇宙の秘密をたくさん発見しました。
今も改良され続けています。

1957年から望遠鏡や分光器は、宇宙を調べるための大事な装置のひとつになりました。
望遠鏡は星だけでなくロケットや人工衛星も見ることができます。
宇宙はとっても広いので、ロケットで飛んでいっても何億年もかかります。
だから星のことを調べるためには、星から飛んでくる光の成分を調べることになります。

今はカメラや望遠鏡、その他の装置を積んだ人工衛星が宇宙を飛んでいます。

人工衛星のカメラを使うと、地球を宇宙から見ることができたり、今まで発見できなかった多くの星や惑星を発見できるのです。
アメリカやロシアは、宇宙探査ロケットを使って月や金星、火星や他の惑星に近づくことを考えました。
今、NASAの宇宙探査ロケットが冥王星に向かっています。2015年に到着する予定です。

ハッブル宇宙望遠鏡は宇宙にある望遠鏡の中で一番有名です。
ORAの技術者はこの望遠鏡の設計と修復の仕事をしました。
ORAはこのような宇宙に関する仕事をしてNASAから表彰されています。
(Optical Research Associates社は、2010年10月にSynopsys,Inc.グループとなりました。)

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