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日光を鏡で反射した時の光の量は、もともとの日光の光量のだいたい何パーセントくらいになりますか？

・鏡は100円均一で買ってきた普通の化粧用鏡です
・日光は5月の晴れた日、14時くらいの日光です

具体的になにをしたいかというと、
カメラオブスクラという原始的な機材と感光紙を使って像を写したいです。

・カメラオブスクラは30センチ×50センチ×20センチくらいのもの
・レンズは100均一で買ってきた老眼鏡を分解して作ったもの
・感光紙は富士フィルムのコピアート紙です

コピアート紙を使って通常の日光で像を写す単純な実験をした結果、
2～4秒くらいで感光したのですが、
カメラオブスクラを使うと１時間以上露光しても、感光しませんでした。

ということで、直射日光と、鏡で反射した光の光量の差を知りたいです。

光学に詳しい方、
カメラオブスクラや感光紙に詳しい方など
アドバイスお願いします。

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みんなの回答

IlO10l0Il2009/05/18 20:39:05
満足23pt

鏡の反射比率は非常に高いです。

太陽を直接見るのと、鏡に反射された太陽を見るのでほとんど大差が無いことからもわかると思いますが、１００円のしょぼい鏡でもおよそ８０％以上の光量は維持されています。

しかし、反射する際に大きく拡散してしまうため、部分的な光量は激減してしまうのです。

つまり、対象物に強い光を当てたいのであれば、出来るだけ大きな鏡を利用することで強い光量を浴びせることが出来ます。

http://q.hatena.ne.jp/1242644634

スター
- まみた 2009/05/19 07:08:31
  
  なるほど。
  
  ありがとうございます。
  
  カメラオブスクラ内は暗室になっているので、鏡からだけの光しかないため、
  
  光量が激減するということですね。
  
  参考になりました。

pahoo2009/05/18 21:04:17
満足23pt

数千円クラスの姿見の反射率は70～80％と言われています。

100円ショップの手鏡だと、もう少し悪いかもしれません。

カメラオブスクラは、原理的にはピンホールカメラと同じです。レンズを併用しているようなので、方式としては「コピアート関連実験」に記されているのと同じですかね。

レンズを使うことで見た目は明るくはなっているとは思いますが、光量はあくまでホールの直径に依存します。直径が2分の1になれば、光量は4分の1となり、その分、感光時間が増大します。ただし、コピアートの感光特性が分からないので、光量が4分の1になったからといって感光時間が4倍になるとは言い切れません。

参考サイト

ピンホール板の材料

スター

まみた 2009/05/19 07:09:42

コピアート関連実験というサイト、とても参考になります。

結構検索したのですが、自分では見つけられなかったので

教えて頂いて本当に助かりました。

じっくり拝見させていただきます。

winbd2009/05/18 21:22:06
満足22pt

何パーセント反射しているか？と言われたら、１００％近く反射しています。

１００円均一の鏡でも、ホコリやゴミなどついていなければ９９％程度反射出来ると思っていいです。

しかし太陽の光というのは、全体に降り注がれているからあの光の強さを保っていられるのです。

仮に、太陽を１ｍ四方の大きさにしたら、それ自体が発する光量が変わらなくても、地球に届く頃には微少の光量になってしまいます。

小さな鏡で反射させるというのは、小さな太陽を当てているのと同じことです。

例えば太陽の近距離での光量が１０００万として、地球に届いているのは１０万程度。

その１０万を鏡で受け取って、さらに暗い場所に光を届けようとしたらさらに何分の１にもなってしまうわけです。

対処方法ですが、一つは「鏡を複数使う」ということ。

少ない光量でも重なれば強い光になります。

もう一つは、「光を集約させる」こと。

わかりやすい例でいうと虫メガネですね。

広がっていく光を集約させることで強い光にすることが出来ます。

http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q1126157...

スター

まみた 2009/05/19 07:11:20

光の仕組みについて詳しい説明ありがとうございます。

レンズを虫眼鏡にして試してみようと思います。

dungeon-master2009/05/19 02:50:57
満足22pt

どのように鏡を使っているのでしょう。

（カメラオブスクラの構造に鏡を使ったものがありますが、結像の仕組みとしては鏡は不要です）

＞カメラオブスクラを使うと１時間以上露光しても、感光しませんでした。

コスメグッズの安い銀引き鏡の反射率は85%～99%程度です。

写らないのは鏡の反射率のせいではないと思います。

＞コピアート紙を使って通常の日光で像を写す単純な実験をした結果、

＞2～4秒くらいで感光したのですが、

これは、像の描かれた紙（ネガ）と、コピアート紙をぴったり重ねて直射日光にあてた場合と思います。

これに対して、通常のカメラのように離れた被写体や風景を撮影するには、相当な露光時間が必要です。

なぜなら、被写体による反射光は日光の何十分の一、何百分の一以下になりますし、被写体から離れるほど弱くなります。

そのためにレンズで光を集めるわけですが、以下の点に気をつけないと何時間たっても像が焼きつきません。

・レンズ開口部の大きさが十分にある。

・レンズを通らない光がカメラ内に進入しない構造である。

・ピントが印画紙面にきちんとあっている。

・被写体のコントラスト（明暗の差）が十分にある。

・照明は日光である。

・おまけ：コピアートが既に露光されてしまっていないこと。

レンズ

虫眼鏡なら大口径のものが手に入りますが、収差の関係から倍率は高くない方がよいです。

老眼鏡であればレンズ直径の大きいものにします。度数に注意してください。

レンズから印画紙面の距離を30cm程度とする場合、+3.5（焦点距離約28cm）が良いでしょう。

コピアートは紫外線に感光する紙なので、念のため対UV加工のないものを選びます。

カメラ構造

カメラ開口部の構造は、レンズの集光力を十分に活かせるようにしてください。

そして、開口部やその他の隙間からレンズを通らない余計な光が入らないようにします。

レンズの焦点距離は固定ですが、カメラ内で実像が作られる位置（印画紙を置く位置）は

被写体までの距離で多少変わりますので、ピント調整と像の確認ができるように作ります。

露光

日光を使わないと良い結果が得られないと考えてください。

（コピアートに適した光をだす照明器具もありますが、一般的じゃないし）

まず、印画紙面に結ばれている像をみて、ピントを確認します。

ピント確認後にコピアート紙をセットする場合には、カメラのピントをずらさないように。

カメラの性能にもよりますが、20分程度はカメラを動かしてはいけません。

夏場なら、薄曇りでも時間をかければある程度感光してくれます。

http://web.kyoto-inet.or.jp/people/ebisan/copiart.htm

http://www.k4.dion.ne.jp/~f_notes/factory/SC02/SC02.pdf

下のURLの資料ではラケット形拡大鏡のレンズが使用されています。

ネジを取ると簡単にレンズが取り出せるので私も工作用に3本ほど持っていますが、

ロットによってレンズの焦点距離が違うので気をつけないといけません。

スター

まみた 2009/05/19 07:24:56

詳しいご説明ありがとうございます！

参考URLもまさに私が探していたものです。

今出かける準備をしているところなので、帰ってきてからじっくり読ませていただきます。

カメラオブスクラに使用している鏡ですが、

老眼鏡のレンズから入ってくる光を45度の角度で下に反射させています。

それを下にある白い紙をスクリーンにしている状態です。

これはもともとスケッチ用に作ったカメラオブスクラなので

このような構造になっています。

ちょっとわかりにくいとは思いますが、図にするとこうです。

鏡(内部)のぞき穴(外部)→/|←レンズ

　　　　　　　　　　　　ー

　　　　　　　　　　↑スクリーン(コピアート紙)

ピントの確認はのぞき穴からできます。ピント調節のため、レンズは５センチ程度可動式にしてあります。

スクリーンにもきちんと像が写っています。

目張りなどの対策もかなりしているので、他の光が入ってこないようにもできていると思います。

あとはレンズを変えてみたり試行錯誤ですかねえ･･･

日光を鏡で反射した時の光の量は、もともとの日光の光量のだいたい何パーセントくらいになりますか？

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