3*灯台の軽量レンズ*分割して薄く フレネル発明

掲載日:2009/06/29

 外周すべてを海で囲まれた北海道には60以上の灯台があります。船舶の安全航行のために夜間に大変明るい光を点灯させたり点滅させているのです。

 
 

同心円状に分割されている灯台のレンズ(理科サークルWisdom96提供)

 日本最北端の宗谷岬灯台(稚内市)、本土最東端の納沙布岬灯台(根室市)や見晴らしがよくて有名なチキウ岬灯台(室蘭市)など、皆さんが行ったことのある灯台もあるでしょう。1998年の第50回灯台記念日で「日本の灯台50選」には道内から九つの灯台が選ばれたほどです。

 灯台からの光はできるだけ遠くに届けなければいけません。そのため、灯台の多くは高いところにあります。地球が球ですから、高さがなければ光が遠くに届かないのです。また、光源からの光はどの方向にも広がりますから、凸レンズで絞らなければいけません。

 レンズをモーターで回転させて光を船舶まで届けるのですが、ガラスの大きな凸レンズは大変重くなります。写真を見てわかるように灯台に使われているレンズは普通の凸レンズではありません。

 このようなレンズをフレネルレンズといいます。フランスの物理学者、オーギュスタン・ジャン・フレネルが発明したレンズで、普通のレンズを同心円状に分割して薄くし、組み合わせたものです。

 このフレネルレンズ、私たちの周りでもプラスチックのシート状のものがあります。そこにも同心円の溝が刻まれています。どんな断面なのか見てみましょう。灯台のレンズのしくみと同じです。

 カメラや顕微鏡など精密機器に使われることはありませんが、学校にあるOHPなどには使われていますから探してみましょう。材料が少なく、軽量化をはかることができるのですから、エコなレンズといえそうです。
(青野裕幸・江別市立大麻東中教諭)


◇教科書の単元は東京書籍「身のまわりの現象」、啓林館「身近で起こる不思議な現象(光・音・力)」、教育出版「音・光・力」を参照。

 

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