(57)【要約】【課題】水の色彩分光実験において、観察者に水の分光性を実感させつつ、効率的に色彩分光像を観察させることの出来る水プリズム分光器を提供する。【解決手段】対象物Ａから来る複数の波長（λ１λ２λ３）を含む入射光Ｂは、水槽１に満たされた水２の水面３から入射し水２を通過、傾斜側面４から出射する間に水の分光性により波長（λ１λ２λ３）毎に分波され平面鏡５に到達、鏡面６上に対象物Ａの色彩分光像Ｃを現出させることが出来る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明な平面素材によって構成された側面を少なくとも１面具備し、しかもその側面の外面とその側面の外面最下部に隣接する水平面とのなす角度が、５５度〜８５度の範囲内となっていることを特徴とした水槽を本体とする、水プリズム分光器。
【請求項２】
請求項１記載の水槽に水を満たし、その水面から入射し且つ請求項１記載の側面から出射する光を反射するに充分な面積を有する平面鏡を、請求項１記載の側面の外面最下部に隣接させ水平に載置したことを特徴とする、請求項１記載の水プリズム分光器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  この発明は、理科実験等に用いられる水プリズム分光器に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来、理科の色彩分光実験で用いる水プリズム分光器は透明な素材で構成された中空の三角柱の内部を水で満たし、その三角柱の側面に適切な方向から入射する光を色彩分光させていた。【０００３】  あるいは、水槽に水を満たし鏡面を上に向けた平面鏡を水面に対して適宜角度で傾斜させて水中に載置し、上記水面上の適切な位置に適切な方向から入射した光を上記平面鏡に反射させ、その鏡面上に色彩分光像を現出させていた。【０００４】  また適宜距離に焦点を合わせた収束光を、上記水面上の適切な位置に適切な方向から入射させ、且つ上記平面鏡で反射させてから上記水面より出射させ、この出射光路上に設けられた壁や天井あるいはスクリーンに色彩スペクトル像を映写させていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  しかしながら、以上の技術によれば、透明な素材で構成された中空の三角柱の内部を水で満たす形式の水プリズム分光器で、上記三角柱の５面のうち１面あるいは一部が開放されていてそこから水を注ぐ形式の場合、実験中に水がこぼれることのないように、上記水プリズム分光器の開放部を常に上に向け水平に保つ必要があり、効果的な観察位置に上記水プリズム分光器を移動させるのが容易ではなかった。【０００６】  また上記水プリズム分光器を用いて眼前の対象物の色彩分光像を観察しようとすると、観察者は水をこぼさぬように注意しつつ上記三角柱の側面を覗き込まなくてはならぬ為、不自然な姿勢を強いられることが多かった。【０００７】  透明な素材で構成された中空の三角柱の内部を水で満たし、水がこぼれぬよう密閉した形式の水プリズム分光器の場合は、透明素材のブロックで構成された通常のプリズム分光器と見かけ上類似している為、観察者に水の分光性を実感させるのが難しかった。【０００８】  水槽に水を満たし鏡面を上に向けた平面鏡を水面に対して適宜角度で傾斜させて水中に載置し、上記水面上の適切な位置に適切な方向から入射した光を上記平面鏡に反射させ、その鏡面上に色彩分光像を現出させる形式の場合、観察者は上記平面鏡に対置した状態で上記色彩分光像を観察することとなり、観察者自身の姿が上記鏡面に映ってしまう為、上記色彩分光像は上記鏡面上の観察者自身の像の陰になることが多かった。したがって上記色彩分光像を観察するためには、観察者自身の姿が出来るだけ上記鏡面に映らぬよう観察者が自分自身の体をそらす、あるいは観察者が上記平面鏡に対置せぬよう自分の観察位置をずらしてそこから上記鏡面を覗き込む、など不自然な姿勢を強いられていた。【０００９】  適宜距離に焦点を合わせた収束光を収束光投光手段たとえば収束レンズ付投光器（以下投光器と記す）で発生させ、この収束光を上記水面上の適切な位置に適切な方向から入射させ、且つ上記平面鏡で反射させてから上記水面より出射させ、この出射光路上に設けられた壁や天井あるいはスクリーンに色彩スペクトル像を映写する場合、上記投光器が上記平面鏡に対置している為、上記色彩スペクトル像は上記投光器の後方の壁や天井あるいはスクリーンに映写されることとなる。そのため上記投光器操作者は上記投光器を操作する度に上記色彩スペクトル像の映写状態を確認する為に振り返らねばならず、煩雑な作業を強いられていた。【００１０】  そこで、この発明は水の色彩分光実験において、観察者に水の分光性を実感させつつ、且つ実験中に水をこぼす恐れを少なくし、観察者に不自然な姿勢をとらせることなく、観察者の眼前の対象物の色彩分光像を観察者の眼前に現出させ、また色彩スペクトル像を投光器操作者の眼前の壁や天井あるいはスクリーンに映写させることが出来る水プリズム分光器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】  以上の課題を解決するために、第一発明は、透明な平面素材によって構成された側面を少なくとも１面具備し、しかもその側面の外面とその側面の外面最下部に隣接する水平面とのなす角度が、５５度〜８５度の範囲内となっていることを特徴とした水槽を本体とする、水プリズム分光器。第二発明は、請求項１記載の水槽に水を満たし、その水面から入射し且つ請求項１記載の側面から出射する光を反射するに充分な面積を有する平面鏡を、請求項１記載の側面の外面最下部に隣接させ水平に載置したことを特徴とする、請求項１記載の水プリズム分光器。
【発明の効果】
【００１２】  第一発明、または第二発明によれば、透明な平面素材によって構成された側面を具備し、しかもその側面の外面とその側面の外面最下部に隣接する水平面とのなす角度が、５５度〜８５度の範囲内となっている水槽に水を満たし、その水面から入射し且つ上記側面から出射した光を反射するに充分な面積を有する平面鏡を、上記側面の最下部外面に隣接させ水平に載置し、入射する側に載置された対象物からの光を上記水面から入射させ、且つ上記側面から出射させた光を上記平面鏡に反射させることによって、上記対象物の色彩分光像を上記平面鏡の鏡面上に現出させることが出来る。尚、上記入射光は複数の波長を含んでいることを前提としている。【００１３】  また適宜距離に焦点を合わせた収束光を上記水面から入射させ、且つ上記側面から出射させた光を上記平面鏡で反射させることによって、この反射光路上に設けられた壁や天井あるいはスクリーン上に上記収束光の色彩スペクトル像を映写することが出来る。尚、上記収束光は複数の波長を含んでいることを前提としている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】  （第１実施形態）
この発明の一実施形態を、図１〜２に示す。
透明な平面素材で構成された水槽１は水２で満たされている。平面鏡５は傾斜側面４の最下部外面に隣接し水平に載置されており、傾斜側面４の外面と平面鏡５の鏡面６のなす角度（傾斜角Ｄ）は５５度〜８５度の範囲内となっている。対象物Ａから来た入射光Ｂは水面３から入射し傾斜側面４から出射、平面鏡５に到達する。【００１５】「実施形態の効果」
この実施形態によれば、対象物Ａからの複数の波長を含む（本実施形態では３つ〔λ１λ２λ３は波長である〕）入射光Ｂは水槽１に満たされた水２の水面３から入射し、水２を通過し且つ傾斜側面４から出射する間に水の分光性により波長毎に分波され（本実施形態ではλ１λ２λ３）平面鏡５に到達、鏡面６上に対象物Ａの色彩分光像Ｃが現出する。【００１６】「他の実施形態」
図１〜２の実施形態では、対象物Ａからの入射光Ｂを水面３に入射させているが、他の実施形態では図３〜４のように適宜距離に焦点を合わせた収束光を投射することの出来る投光器Ｅ（本実施形態ではレンズ７と白熱電球である光源８とから構成されている）から投射された収束光Ｆを水面３に入射させている。複数の波長を含む（本実施形態では３つ〔λ４λ５λ６は波長である〕）収束光Ｆは水面３から入射し、水２を通過し且つ傾斜側面４から出射する間に水の分光性により波長毎に分波され（本実施形態ではλ４λ５λ６）平面鏡５に到達、鏡面６で反射されスクリーンＧに色彩スペクトル像Ｈを映写することが出来る。（第２実施形態）
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明第１実施形態を示す斜視図である。
【図２】本発明第１実施形態を示す断面図である。
【図３】本発明第２実施形態を示す斜視図である。
【図４】本発明第２実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００１８】１：水槽        ２：水            ３：水面          ４：傾斜側面    ５：平面鏡
６：鏡面        ７：レンズ        ８：光源（白熱電球）
Ａ：対象物      Ｂ：入射光        Ｃ：色彩分光像    Ｄ：傾斜角（５５度〜８５度）
Ｅ：投光器      Ｆ：収束光        Ｇ：スクリーン    Ｈ：色彩スペクトル像
λ１〜λ６：波長
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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