工作

グラスの底(そこ)が凹(おう)レンズ「ガリレイ式(しき)望遠鏡(ぼうえんきょう)」

たいしょう学年

小学1･2･3･4･5･6年生
かかる日数

1日

底(そこ)が丸(まる)くへこんでいるグラスは、凹(おう)レンズとして使(つか)えます。実験(じっけん)名人(めいじん)のウラワザです。
これと虫(むし)めがねを組(く)み合(あ)わせれば、ガリレオ＝ガリレイもびっくりの、100円(えん)グッズ望遠鏡(ぼうえんきょう)ができます。

用意(ようい)するもの

・グラス（底(そこ)が丸(まる)くへこんだもの・小(ちい)さいものがよい）
・トイレットペーパーのしん（紙(かみ)のつつ）
・大(おお)きな洗(せん)たくばさみ（はさむ部分(ぶぶん)が２つに分(わ)かれているもの）
・虫(むし)めがね

作(つく)り方(かた)

1）絵(え)のように、底(そこ)の部分(ぶぶん)が凹(おう)レンズのような形(かたち)になっているグラスを用意(ようい)しましょう。

2）グラスの中(なか)にトイレットペーパーのしんを入(い)れ、大(おお)きな洗(せん)たくばさみで、グラスとしん（紙(かみ)のつつ）をはさみます。洗(せん)たくばさみと、グラスやしんの間(あいだ)にすき間(ま)ができる場合(ばあい)は、適当(てきとう)な紙(かみ)などをはさんでぐらつかないようにしましょう。

3）絵(え)のように、虫(むし)めがねとグラスを手(て)に持(も)ち、グラスの底(そこ)からのぞきます。目(め)と、グラスのまんなかと、虫(むし)めがねのまんなかを結(むす)んだ線(せん)が、まっすぐな直線(ちょくせん)になることが大切(たいせつ)なポイントです。そして、虫(むし)めがねとグラスのきょりを少(すこ)しずつ変(か)えながら、一番(いちばん)見(み)やすい（ピントが合(あ)う）ところをさがしましょう。

注意(ちゅうい)：虫(むし)めがねや、できた望遠鏡(ぼうえんきょう)で、ぜったいに太陽(たいよう)を見(み)てはいけません。目(め)をいためてしまいます。

どうしてこうなるの？

●グラスの底(そこ)が凹(おう)レンズ「ガリレイ式(しき)望遠鏡(ぼうえんきょう)」

遠(とお)くのものからとどいた光(ひかり)は、虫(むし)めがねの凸(とつ)レンズで曲(ま)げられて像(ぞう)を結(むす)びます（図(ず)の実線(じっせん)の矢印(やじるし)）。それがグラスの底(そこ)の凹(おう)レンズで拡大(かくだい)されて、大(おお)きく見(み)えるのです（点線(てんせん)の矢印(やじるし)）。
これは、約(やく)４００年(ねん)前(まえ)にイタリアの物理(ぶつり)学者(がくしゃ)ガリレオ＝ガリレイが作(つく)った望遠鏡(ぼうえんきょう)と同(おな)じしくみです。これを「ガリレイ式(しき)望遠鏡(ぼうえんきょう)」と言(い)います。
これに対(たい)して、凸(とつ)レンズと凸(とつ)レンズを組(く)み合(あ)わせた望遠鏡(ぼうえんきょう)を「ケプラー式(しき)望遠鏡(ぼうえんきょう)」と言(い)います。この場合(ばあい)、像(ぞう)はさかさまに見(み)えます。

ちがう虫(むし)めがねで試(ため)してみて、ピントが合(あ)う時(とき)の、グラスと虫(むし)めがねのきょりのちがいを調(しら)べてみましょう。

なるほど科学(かがく)史(し)

●天体(てんたい)望遠鏡(ぼうえんきょう)のはじまり

〜約(やく)400年(ねん)前(まえ)、ガリレオ＝ガリレイは、月(つき)にも山(やま)や谷(たに)があることを発見(はっけん)した〜

1609年(ねん)のある日(ひ)、イタリアの物理(ぶつり)学者(がくしゃ)ガリレオ＝ガリレイは、「遠(とお)くのものが近(ちか)くに見(み)えるめがね」を知人(ちじん)から見(み)せてもらいました。
「なるほど、船(ふね)が近(ちか)くに見(み)えるぞ。でも、ぼんやりと、ゆがんで見(み)えるなあ…。」

「よし、もっとよく見(み)えるめがねを作(つく)ってみよう！」
ガリレイは、いろいろなレンズを組(く)み合(あ)わせてためしてみました。
「これとこれだと…、う～ん、これもだめかあ。おつぎは…。」

凹(おう)レンズを手前(てまえ)に、凸(とつ)レンズを向(む)こう側(がわ)にしてみた時(とき)でした。
「しめた、これだ！この組(く)み合(あ)わせが一番(いちばん)よく見(み)えるぞ！」

長(なが)いつつを作(つく)り、2枚(まい)のレンズをはめこんで、のぞいてみました。
「やった！遠(とお)くのものも、すぐ目(め)の前(まえ)にあるように見(み)えるぞ！」
ガリレイ式(しき)望遠鏡(ぼうえんきょう)の完成(かんせい)でした。倍率(ばいりつ)は3倍(ばい)くらいだったと言(い)われています。

ガリレイはその後(あと)も望遠鏡(ぼうえんきょう)の改良(かいりょう)を重(かさ)ねました。そんなある日(ひ)、望(ぼう)遠(えん)鏡(きょう)を月(つき)に向(む)けて見(み)てみました。
「おおっ、これはすごい！地球(ちきゅう)と同(おな)じように、月(つき)にも山(やま)や谷(たに)があるぞ。大(だい)発見(はっけん)だ！」
この時(とき)の望遠鏡(ぼうえんきょう)の倍率(ばいりつ)は、30倍(ばい)ほどにもなっていました。

よく年(ねん)、1610年(ねん)。こんどは木星(もくせい)を観察(かんさつ)してみました。
すると、木星(もくせい)のそばに、小(ちい)さな星(ほし)が4つ見(み)えました。そして、時間(じかん)がたつと、その星(ほし)たちは位置(いち)を変(か)えることもわかりました。

「あの4つの星(ほし)は、木星(もくせい)のまわりを回(まわ)っているのだ。地球(ちきゅう)と同(おな)じように、木星(もくせい)にも月(つき)があるのだ！」
現在(げんざい)では、木星(もくせい)のまわりを回(まわ)る星(ほし)（衛星(えいせい)）は10個(こ)以上(いじょう)もあることがわかっていますが、この４つの星(ほし)は、今(いま)でも「ガリレイ衛星(えいせい)」とよばれています。

その後(あと)もガリレイは望遠鏡(ぼうえんきょう)を使(つか)って、天(あま)の川(がわ)がたくさんの星(ほし)の集(あつ)まりであることや、土星(どせい)に輪(わ)があることなどを発見(はっけん)しました。
ガリレイは、天体(てんたい)を望遠鏡(ぼうえんきょう)で観察(かんさつ)したはじめての人(ひと)だったのです。