空中像を作る体験

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  • 下記のような空中像装置を作り方を説明しています。AIRRと呼ばれる方法です。

記録

原理

  • 空中像とは、光源からの光が反射・屈折し、空中に結像することで、映像などが宙に浮いて見えるものです。
  • いくつかの方法がありますが、AIRRという方式は、光源と再帰反射材とハーフミラーによって構成されているため、比較的簡単に作ることができます。再帰性反射材は、自転車の反射板などに使用されているもので、光が来た方向に反射します（再び来た方向に帰ってくので再帰反射といいます）。ハーフミラーは、光を反射＆透過するものです（鏡は光をほとんど反射し、透明ガラスは光をほとんど透過します）。
  • 下図のように、光源から出た光がハーフミラーに反射し，その光が再帰反射光学素子に反射し、ハーフミラーを透過します。．すると光源からの光は、ハーフミラーに対して対称な位置に結像します。これが空中像として表示されます。
  • AIRRの詳細に関しては、宇都宮大学の山本先生の解説を参照ください。

作り方

使い方

  • 光源の下に持っていきます。
  • (あとで撮影)懐中電灯下での写真
  • (あとで撮影)太陽光下での写真
  • (あとで撮影)携帯を使った場合の写真

材料の図面

材料の入手先

再帰性反射材

  • ORALITE AP1000が使えるようです。これはAmazonで買えます。
    • 下記文献の情報を参考にしました。
      Suginohara, Hidetsugu, Kikuta, Hayato, Nakamura, Yoshitomo, Minami, Koji and Yamamoto, Hirotsugu, (2017), 29-1: An Aerial Display: Passing through a Floating Image Formed by Retro-Reflective Reimaging, SID Symposium Digest of Technical Papers, 48, doi: 10.1002/sdtp.11631.
      https://sid.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/sdtp.11631 (Open Accessです)
  • 資料で使用しているのは、日本カーバイト工業株式会社で販売されている空中ディスプレイ用リフレクター です。残念ながら販売が終わってしまいました。
  • 市販の再帰性反射材だとあまりうまく行かないと思います。良い反射材を購入できる場所に関してご存知の方がいらっしゃればご連絡ください。
  • 実際に作って見た際の様子
    ORALITE AP1000]

    日本カーバイト工業株式会社 RF-AN

ハーフミラー

  • アクリル製のハーフミラーは、はざいや等で購入できます。
  • 自動車等に貼り付けるハーフミラーフィルムでも機能します。また暗いところであれば、もっと反射率の低いもの（透明のフィルムなど）でも見えるかも知れません。

画像源

  • 薄い紙に、光を通さない部分を黒く塗るときれいに見えると思います。
  • 実験ではプリンタで印刷できる和紙を使用すると、良く見えます。一般のコピー用紙でも大丈夫です。

その他