202１年度日本郵便年賀寄付金配分事業「中山間地における自然環境を生かした青少年のための科学教育推進プロジェクト」
すいてきけんびきょう

し ぜ ん かんさつ

＜水滴レンズ顕微鏡で自然観察＞
主催：NPO 法人ふくい科学学園（安芸高田支部）
協力：安芸高田市立高宮小学校
開催場所：安芸高田市立高宮小学校、１階理科室
対象：安芸高田市立高宮小学校 6 年生
開催期日： 令和 3 年１０月 1 日（１０：３５～１２：１０）

すいてき れんすいてき

ず けんびきょうけんびきょうかんさつ

水滴レンズ顕微鏡（左上）、 水滴レンズ顕微鏡で観察した食塩の結晶（右上）
すいてき

けんびきょうかんさつ

かんさつ

水滴レンズ顕微鏡で観察したモミ（右上）、紫玉ねぎの細胞を観察（右下）

なまえ

名前

水がレンズになる
透明プラスチックの半球を使った実験
・半球プラスチックの容器に水を入れると水レンズができます。これを使って虫メガネと同じようさんきゃくに文字が大きく見えることを確かめます。水の入った半球を 三 脚 に固定して観察します。
かくだいりつ・プラスチックの半球の直径が２１ｃｍ、５ｃｍと変えて、文字の拡大率を調べましょう。
・半球の直径が小さくなるほど、レンズとしての拡大率が大きくなるのがわかります。

水がレンズになる球の直径が小さくなると大きく見える（レンズと見る物の距離は短くします）

水滴レンズ
・ふくらみの大きい水レンズを作るために、スライドガラスの上に丸い輪（ねじのリング）
ひょうめんちょうりょくをはりつけ、それに水を入れます。水は 表 面 張 力 によって丸くなります。
・小さいリングを使う方が、水のふくらみが大きく、凸レンズとしての焦点距離は短くなります。
ぞう

ばいりつ

凸レンズとしての焦点距離が短くなると、見える像の倍率は高くなります。

しょうてん き ょ り・ 焦 点 距離は、太陽光のような平行光をレンズに垂直に入れたとき、光が集まる点とレンズとの距離です。
とうめい

よ う き

せんこう

けむり

透明な容器に線香の 煙 をたち こめ

立込め、上方からレンズにかいちゅうでんとう

懐 中 電灯 の光をあて、光が集まる様子を観察できます！

リングの直径が小さい水滴レンズ
リングの直径が大きい水滴レンズずズ
１

・同じリングでも、リングの中に入れる水滴の量によってレンズとしてのふくらみが変わり、焦点距離も変わります。（直径 5.5ｍｍのリングでは、10～25 倍程度の倍率の顕微鏡にすることができます）
観察する物体は、レンズのレンズとしての倍率 ＝２５ｃｍ÷ レンズの焦点距離(cm)

しょうてん き ょ り ふ き ん

お焦 点 距離付近に置きます！

・内径が３～２ｍｍの小さいリングを用いると、倍率が４０～５０倍の水滴レンズ顕微鏡を作ることができます。
きり

か・市販の実体顕微鏡は 20 倍と 40 倍の切り替えとなっています（価格は約２．５万円）。
倍率についてのみいうと、水滴レンズ顕微鏡は市販の顕微鏡と同じ程度です。

けんびきょうかんせいひん

水滴レンズ顕微鏡（完成品を見る）
・できあがった水滴レンズ顕微鏡を見ましょう。

レンズの部分観察する物体をのせる台（試料台）は上下に動きます＜水滴レンズの作り方＞①

アパーチャー（しぼり）をスライドガラスに 取りつける・カメラのレンズでも“しぼり”がついています。しぼりを小さくすることで、観察する像のせんめいど鮮明度は向上します。
・黒プラスチック板の中央にドリルで直径３ｍｍの穴をあけます。穴の開いた黒プラスチック板を両面テープでスライドガラスに取り付けます。これが水滴レンズの“しぼり”となります。

２

約 18mm②

スライドガラスにリングおよびマグネットをはる
せっちゃくざい・内径が 5.5mm 外径 16mm のリングを接 着 剤（アラルダイト）でスライドガラスに固定します。こしんちょうのときリングの中心と、上のしぼりの穴の中心が一致するように 慎 重 に行います。
リングを接着剤で固定した綿棒の先にアルコールをつけ
よ ご れ

あと、マグネット（左側のボタふリングの内部の汚れを拭きとン状の物）も固定します。ってください！

・水滴レンズは必要に応じて、顕微鏡本体から取り外しできるようにマグネットを利用しています。
マグネットは、はさみなど鉄をつよく引きつけるので、注意！

④

水滴をリングに入れる・スポイドを用いてリングの中に水を入れ、ふくらみのある凸レンズを作ります。
水滴がリングからはみ出ないように、注意します。リングからはみひずみ

ふ

出ると観察する像は 歪 ます。はみ出たらティッシュで拭いて最初からやり直します。
せんたん

ふ・まず、スポイドの先端をリングの中心に少し触れ、リングの中にせんたん

ふ

水滴を少し入れます。その水滴にさらにスポイドの先端を触れ、水滴を大きくしていきます。

すいてきぞう・水滴が丸いリングからはみ出ると、見える像の形がゆがみます。
ばいりつ

・水滴のふくらみが大きいと、見える像の倍率は大きくなります。
ぶったい

ちょうせい

・見る物体によって水滴のふくらみを 調 整 します（約１０～３０倍）
ぶったい

きょり

・レンズと物体の距離は、10 倍のとき約 2.5cm, 25 倍のとき約 1cm です。
３

水滴を入れたあと、スライドガラスを上下 180 度ひっくり返して、水滴を下にぶら下げる方式にすれば、水滴が目に当たる心配がありません。
かんさつしりょう観察する試料を小プラスチックシャーレ（ひっくり返し）にのせる

最初、印刷のドット（点点）試料はピンセットでつまんでを観察します

小プラスチックシャーレにのせます

３

てんてん

水滴レンズと試料台を本体にとりつけ、印刷の点点を観察してみます

なな

・LED を動かし、試料を斜め上から明るく照らします。
・水滴レンズのすぐ上まで、目を近づけてのぞきます
・観察しながら試料台を上下に動かし、ピントを合わせます

かくだい

カラー印刷の写真を切り観察する試料に使います

カラー印刷の点点が拡大されて観察できます

しゃしんさつえい

スマホやタブレットで写真撮影
さどうがめん

あらわ・スマホのカメラを作動させます。すると画面に明るく光る丸（直径２～３ｃｍ）が 現 れます。
ちょうせい

その丸がちょうどスマホ画面のまん中に来るようにスマホの位置を左右に動かし 調 整 します。
かくだい

かくだい

・カメラに“拡大”があるので、そのボタンを使って画面いっぱいに顕微鏡の像を拡大します。
４

がめん

かくだいスマホの画面に拡大された
いんさつ

カラー印刷の点点が現れます
水滴レンズ、スマホ（タブレット）のレンズ、共に小さく光がうまくカメラに送られるのとで、良い写真が撮れます！

スマホ台
おけんびきょうしゃしん

きろく

・カメラのシャッターを押すときれいな顕微鏡写真が記録できます。
いろいろな物を観察します・プラスチックシャーレにのせる物（試料）をいろいろ変えて、観察します。
しお

わたげ・食べる塩はサイコロのような形であること、タンポポの綿毛にはトゲがあることなどを観察します。タンポポは飛ばないように、グリスで固定します。
・ススキの穂（ほ）も比較のために見ましょう！

グリス

タンポポの綿毛

目を近づけて観察

スマホ画面に綿毛をうつす

拡大してタンポポのトゲを観察５

カブラ（野菜）の種

モミ

食塩の結晶

小さな花を上からのぞいて見ます

サクラソウの花の中穴をあけたプラスチックシャーレに小さな花をさします
すこんちゅうけんびきょう昆 虫 を顕微鏡でみるとびっくりします蚊

小さなアリ（体長約２ｍｍ）と う か が た しょうめい

透過型 照 明 で観察する場合
とおなな

しょうめい

・観察する試料がすき通るような物の場合、上で行ったように斜め上から 照 明 するのではと う か が た しょうめい

なく、水滴レンズの下から上方向に向かって光をあてます。この方法を“透過型 照 明 ”と呼ぶことにします。
おはんしゃばん・白い紙 （ケント紙）を折って光の反射板を作ります。線が入っているので、曲げて６

セロテープではり、下の写真のように組み立て、両面テープをつけて顕微鏡本体にはり付けます。

透過型照明の場合に使う試料台

はんしゃばん・LED（スタンドライト）を点灯し、白い反射板を横方向から照らします。
・反射板で反射した光は上方向に進みプラスチックシャーレにのせた試料を通過します。

しりょう

試料はここにのせる

LEDと う か が た しょうめい

透過型 照 明 の場合の水滴レンズ顕微鏡

反射板（白い紙）

さいぼうたまねぎの細胞を見る
ひょうめん

まく

・たまねぎを切って、中の 表 面 からうすい膜をピンセットではがします。

う す い まく

まく

たまねぎを切りだし、薄い膜をはがす

プラスチックシャーレに膜をはりつける
７

しはん

こうか

じったいけんびきょう

すいてき

けんびきょう・市販の高価な実体顕微鏡（2～3 万円）を使わなくても、この水滴レンズ顕微鏡でさいぼう

おどろ細胞が見られるのは 驚 きです。

むらさき

さいぼう

紫 たまねぎの細胞

たまねぎの細胞植物プレパラートや雪のレプリカを見る
・理科の教材として植物プレパラートが販売されています。普通、市販の顕微鏡を使って観察しますが、この安価な手作りの水滴レンズ顕微鏡でのぞいてみましょう。
・植物プレパラートは細胞に色をつけているので、美しく感じます。
こうかん・グループ内でいろいろなプレパラートを交換し合って観察しましょう。
・“むくげ（双子葉植物）”の茎の横断面を、水滴レンズ顕微鏡で見た場合と、市販の実体顕微鏡で見た場合とで比較してみました。あまり差がないように見えます！

水滴レンズ顕微鏡で観察

市販の実体顕微鏡で観察

透過型照明で撮影した雪のレプリカ

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