2つのレンズ～遠くが見える双眼鏡の原理～149（科学㉓）

こんにちは、けいタンです。

今回は双眼鏡に関する科学について考えていきましょう。

今回のテーマについて
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今回のテーマに対する解答
双眼鏡と2つのレンズ
まとめ～対物レンズの像を接眼レンズで拡大している！

今回のテーマについて

皆さんは双眼鏡を使ったことがありますか？

使ったことがある人も使ったことがない人もいるかと思いますが、

バードウォッチングやライブ鑑賞などには双眼鏡は欠かせない存在になります。

では、その双眼鏡の遠くのものが見えるしくみは一体どうなっているのでしょうか？

これが今回取り扱うテーマであり、あなたに知ってほしいテーマでもあるので、

今からちょっとした時間で、科学的な観点からその原因を追究していきましょう！

では、Let’s science!（サイエンス！）

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ではまずは、今回の話の結論部分から始めていきます。

今回のテーマに対する解答

双眼鏡はどうして遠くのものが見えるのか？

という疑問に対する簡単な模範解答は、

対物レンズと接眼レンズという2つのレンズで拡大して見ているからなのです。

対物レンズや接眼レンズについては、ほとんどの方が耳なじみのある言葉だと思います。

そうです！顕微鏡です。

よくよく考えれば、顕微鏡も小さな物体を拡大して見る装置で、

双眼鏡とほぼほぼ同じといってもいいですね。

ではここからは、もう少しばかり双眼鏡の原理について見ていくことにしましょう。

双眼鏡と2つのレンズ

2枚のレンズを組み合わせたケプラー式望遠鏡

先ほどの「今回のテーマに対する解答」でも言いましたが、

そもそも双眼鏡は、倍率の低い小型の望遠鏡を2つ並べたものなのです。

望遠鏡には、屈折式と反射式があり、双眼鏡に使われているのは屈折望遠鏡です（屈折式）。

そして、屈折望遠鏡は2枚のレンズを組み合わせたもので、

つくりの上からガリレオ式とケプラー式に分かれます。

ちなみに、普通に使われている双眼鏡の多くはケプラー式なのですよ。

ものが大きく見えるしくみ

対物レンズがつくった像を、接眼レンズで拡大してみるというしくみで、

対物レンズがつくった像は天地が逆さまになります。

それをルーペ（＝虫めがね）のように拡大して見るので、遠くのものが大きく見えるのです。

ただし、このままだと実際に目に見える像も逆さま（倒立像）のままになってしまいます。

それでは、せっかく遠くのものが拡大して見えても困りますね。

そこで、双眼鏡では対物レンズと接眼レンズの間にプリズムというものを挟んで

像の天地をひっくり返し、正立像にしているのです。

※プリズムは、一言でいえば、透明なガラスでできた光学部品のことを言います。

拡大倍率と対物レンズの口径

では、最後に拡大倍率について説明しましょう。

実は、双眼鏡には「8×30」のような数字が印刷されています。

この数字は何を意味しているのかというと…なんとなく想像できますか？

この場合、8は倍率を30は対物レンズの口径（直径）で単位はmmです。

レンズの口径については、小さいほど持ち運びには便利ですが、

口径が大きいほど明るくはっきり見えます。

また、倍率については高くなると像がブレやすくなります。

なので、個人的には双眼鏡の倍率は8～10倍程度でいいのでは、と思います。

まとめ～対物レンズの像を接眼レンズで拡大している！

いかがだったでしょうか。

では今回も、最後にまとめをして終わりにしましょう。

確認しておくべき双眼鏡に関する5つのこと

双眼鏡は、倍率の低い小型の望遠鏡を2つ並べたものである
望遠鏡には、屈折式と反射式があり、双眼鏡に使われているのは屈折望遠鏡
→屈折望遠鏡は2枚のレンズを組み合わせたもので、つくりの上からガリレオ式とケプラー式に分かれる
対物レンズがつくった像を、接眼レンズで拡大して見るので、遠くのものが大きく見える
対物レンズがつくった像は天地が逆さまになるので、双眼鏡では対物レンズと接眼レンズの間にプリズムを挟んで像の天地をひっくり返し、正立像にしている
倍率は高くなると像がブレやすくなり、口径は大きいほど明るくはっきり見える