液体レンズ

表面張力でピントあわせ?(No.136)

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表面張力でピントあわせ? 表面張力でピントあわせ?

実験監修:愛知工業大学客員教授 佐伯平二 
※監修者の役職は掲載当時のものです。
企画制作: 日本ガイシ株式会社

実験の説明

どうしてなのかな

「液体レンズ」という言葉を聞いたことはありませんか? レンズといえばガラス、つまり固体をイメージしますが、液体のレンズが開発されているのです。しかも、レンズのふくらみを変えることができるので、カメラに使われているガラスのレンズのようにレンズの位置を動かさなくても、ピントあわせができるのです。だからレンズを動かすメカニズムや空間も必要ありません。でも、どうしてそんなことができるのでしょう?

そうかなるほど

レンズの基本的な性質は、曲率(レンズの球面の曲がりぐあい)で決まります。たとえば虫めがねの凸レンズは、ふくらみが大きくなると光を屈折させる力が強くなって、焦点を結ぶ距離が短くなります。虫めがねのレンズの曲率を変えることはできませんが、使いながら曲率を変えられるレンズがあります。それは目の水晶体。水晶体は水とたんぱく質でできている厚さ4mm、直径8mmくらいの凸レンズの形をした器官で、変形してふくらみかたを変えることで焦点距離を調節して、ピントをあわせています。開発された液体レンズも、静電気などによって2種類の液体の界面の形を変えることで、ピントをあわせます。水は表面張力が大きな物質なので、曲率の大きな曲面をつくることができます。右ページの実験では、水の量を調節することで、表面張力を利用して界面の形を凸レンズにしたり、凹レンズにしたりしています。試してみましょう。

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