望遠鏡って何だろう

望遠鏡とは、
　焦点距離の長い凸レンズと、焦点距離の短い凸レンズを、それぞれの焦点が同じところに重なるようにしたもの
のことだ。それだけのことだ。
すると、物が大きく、そしてさかさまに見える。どうしてだろう。

凸レンズで太陽の光を集めて、火をつけたり紙を焦がしたりするよね。同じようにして、夜、蛍光灯のついた部屋の中で、床に紙を置いて、凸レンズで蛍光灯の光を集めてみよう。凸レンズの位置をいろいろ変えていくと、紙にくっきりと、蛍光灯がうつるはずだ。
これを虫眼鏡などの凸レンズで見ると、大きく見えるはずだ。

つまり、１つ目の凸レンズで光を集めて像を作り、これをもう１つの凸レンズで大きくして見る。これが望遠鏡の原理だ。
そして、太陽の光が一点に集まった時の、レンズと光が集まったところの間の距離が焦点距離だ。

ちなみに、２枚の凸レンズの焦点距離の比、つまり、
　１枚目の凸レンズの焦点距離÷２枚目の凸レンズの焦点距離
が倍率だ。だから、倍率を高くしようと思ったら、１枚目の凸レンズ（見るものの光を集めてくるほうのレンズ）は焦点距離が長いほうがいいし、２枚目の凸レンズ（写した像を拡大して見るほうのレンズ）は焦点距離が短いほうがいい。

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まずは材料調達

材料と道具は、次のようなものを使ってみよう。

• 老眼鏡
  やってきました１００円ショップ。老眼鏡のコーナーに行ってみよう。
  老眼鏡に「1.0」とか「3.0」と数字が書いてある。
  これは、老眼鏡の「度の強さ」のことだ。
  そして、度の強さは、レンズのふくらみの大きさ、つまり焦点距離の短さを表しているんだ。
  対物レンズ（先っぽのほうにつけるレンズ）は２度の老眼鏡レンズを１枚、接眼レンズ（目のほうにつけるレンズ）は５度の老眼鏡レンズを２枚使おう。だから、２度の老眼鏡１つと５度の老眼鏡２つで、望遠鏡が２台作れることになるね。
  接眼レンズを５度のレンズ１枚で作ることもできるけど、月のクレーターが観察できるほどの倍率の望遠鏡を作ろうと思うと、２枚使って倍率を高くしないとだめだ。
  老眼鏡は、ガラスのレンズよりプラスチックレンズのほうが、作るときに割れなくていいよ。
  
• ダンボールやラップの芯
  望遠鏡の筒の部分を鏡筒(きょうとう)と言う。
  でも、「筒」と言っても、別に丸くなくてもいいんだよ。
  望遠鏡は、対物レンズと接眼レンズがそれぞれの端に直角についていて、それぞれのレンズの焦点距離（集めた光が１点にまとまるところまでの長さ）が重なった場所にレンズがありさえすれば、鏡筒は何でもかまわない。ラップの筒でもいいし、塩ビなどでもかまわない。一番簡単に手に入るのは、ダンボール。これで四角い筒を作れば、十分使えるものができる。
  ダンボールは、みかん箱のような重たいものよりも、ティッシュのような軽いものを入れるダンボールのほうが切りやすくていい。マーケットなどでもらえるよ。
  
• セロテープ
  レンズやダンボールをくっつけるのに使う。ふつうのセロテープでかまわないよ。
  
• ハサミやカッターナイフ
  ダンボールやラップの芯をを切るのに使う。
  
• ニッパ
  老眼鏡のレンズがなかなか枠からはずれないときは、これで枠を切ってしまおう。小さい子はお家の人にやってもらったほうがいいよ。
  
  

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レンズをはずそう

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接眼レンズを作ろう

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焦点距離をはかろう

黒い紙を地面にしいて、その上で老眼鏡を太陽にかざしてみよう。
地面に近づけたり離したりすると、太陽の光が集まって、紙の上で大きくなったり小さくなったりするよね。一番小さくなるところをさがして、そのときのレンズと地面の距離をはかろう。これがそのレンズの焦点距離だ。
一番小さくなったときのことを、「焦点が合う」とも言う。焦点が合うと、太陽の熱が１かしょに集まって、紙が燃えることがあるから、気をつけてね。

対物レンズ（２度の老眼鏡）で光を集めたところ	接眼レンズ（５度の老眼鏡の貼り合わせ）。 焦点距離が対物レンズより、ずっと短いね。

太陽が出ていないときは、部屋の蛍光灯の光を同じように集めてみよう。
こちらは一点に集まるのではなく、小さい蛍光灯の形がくっきり写るはずだ。

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ダンボールで鏡筒を作ろう

ダンボールで鏡筒をつくってみよう。

1. ダンボールを切る
   ダンボールをよく見てみよう、すじが入っているよね。
   すじの方向に伸びた筒を作るんだ。
   長さ（すじの入っている方向の長さ）は、さっきはかった焦点距離と同じくらい、幅（すじの入っている方向と直角の方向の長さ）は30cmくらいあれば十分だ。
   ハサミで切るときは、すじに沿って、またはすじに直角に、まっすぐ切ろう。
   ななめに切らないように気をつけてね。
   カッターを使うときは、定規を使ってまっすぐに切るけれど、手を切らないように注意してね。
   
2. 筒にする
   最初に、すじ５本ごとにミゾを掘ろう。すじを５本数えては、ハサミやカッターの背中（切るほうと反対側）ですじとすじの間をなぞって、ミゾをつけていくんだ。
   ダンボールの表面が破れるけど、気にしなくても大丈夫。
   すじを３本入れて、４本目の場所で切り離そう。
   これを、すじのところでポキポキと折ると、四角い筒になるよ。
   
   次に、同じようにして少し細い筒を作ろう。
   細いほうの筒の長さは、20cmほどで十分だ。
   今度はすじ４本ごとにミゾをほって、またポキポキと折って、つなぎ目をセロテープでしっかりとくっつけよう。
   これで細くて短いほうの筒が完成だ。
   
   次に、最初に作った太い筒を細い筒に重ねるようにして、セロテープでとめよう。
   これで、細い筒を出したり引っ込めたりできるようになったはずだ。
   なんだが望遠鏡っぽくなってきたでしょ？
   

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ラップの芯で鏡筒を作ろう

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今度は、ラップの芯で鏡筒を作るばあいの作り方だ。
こっちは簡単、太さの違うランプの芯を、焦点距離の長さになるように重ねていけばいいだけだ。
ちょうどいい太さの芯が集まらないときは、同じ太さの芯を縦に切って少し細くして、もう一度セロテープで巻けばＯＫだ。
芯と芯の間がスカスカのときは、細いほうの芯の端っこに、ピッタリになるように紙を巻いてセロテープで止めるといいよ。

レンズをつけて、できあがり！

最後に、レンズを筒の端にセロテープでとめてできあがり！
太いほうの筒の端に対物レンズ（２度のレンズを１枚）、細いほうの筒の端に接眼レンズ（５度のレンズを２枚くっつけたもの）をつけよう。
セロテープは、レンズのできるだけ端っこにつけてね。
このとき、注意しないといけないことは、レンズを筒に直角につけることだよ。

ダンボール望遠鏡	ラップ望遠鏡。カメラの三脚につけてみた。

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