仕組みの解説

万華鏡の仕組みをわかりやすく解説!画像と動画で説明します

こんにちは、たつおです。

我が家の子ども達がお土産にもらった万華鏡で遊んでいて、「なんでこんなにキラキラがいっぱい見えるの?」と不思議そうにしていました。

確かに、外から見たら、小さな筒ですもんね。
それがどうして、あんなに綺麗な模様が見えるんでしょう?

何となく理解はしていても、いざ説明しようと思うと、言葉だけでは上手く伝わらない部分が多くて、聞く方もイメージが出来ないんですよね。

 

それなら、イメージ出来るように実際に鏡を使ってやってみればいいんじゃない?
と言うことで、画像と動画を使って、万華鏡の仕組みの基本的な部分だけを、とっても簡単に解説しました!

 

 

万華鏡の仕組みを簡単に解説

万華鏡というのは、簡単に言えば
合わせ鏡に模様がいっぱい映るのを楽しむおもちゃ
と説明できます。

 

 

模様がどこまでも繰り返していて、とても綺麗ですよね!

万華鏡を作るのに大事なのは、模様を作るキラキラした中身と、合わせ鏡の部分。
ここに、模様が繰り返して続いていく不思議な世界の秘密があるんです。

まずは、おおまかに万華鏡の作りと、仕組みを説明します。

 

万華鏡の中はどうなっている?

  • 構造は実は簡単
  • オブジェクト+合わせ鏡

 

万華鏡は、中の作りそのものはとてもシンプル。モデル画像を見ながら、簡単に確認していきましょう。

1つ目 オブジェクト

  • オブジェクト=キラキラの中身
  • ビーズや、ガラスなどが使われる
  • 模様を作る元になる

オブジェクトというのは、万華鏡の模様を作っているキラキラした中身のこと。
下の画像で言うと、筒の端に入っていて、これが万華鏡の模様の元を作っています。

のぞき穴が、見るところ。
反対側にあるオブジェクトが模様の元になるので、筒を回すとオブジェクトが動いて、模様が次々変わっていくんです。

ただ、それだけでは万華鏡になりませんよね。
オブジェクトと覗き穴の間に入っているのが、万華鏡のポイントの2つ目、合わせ鏡です。

 

2つ目 合わせ鏡

  • 筒の中に合わせ鏡を作る
  • 一般的なのは3枚で、三角形に組み合わせる

 

万華鏡の中に入っている鏡は、2枚から4枚のものが多いんですが、良くあるのは鏡3枚を三角形に組み合わせたものです。
その万華鏡を例にすると、筒の中はこんな感じになっています。

この三角の鏡は、長四角の鏡を3枚組み合わせると作れます。
内側に鏡の面が来るようにすると、合わせ鏡になるのですが、これが重要なんです。

それを踏まえて、万華鏡の仕組みを確認してみましょう!

 

合わせ鏡の解説

  • 鏡2枚では広がる模様は作れない
  • 鏡3枚の合わせ鏡は、模様が広がる
  • 広がりながら無限に繰り返す!

 

鏡2枚で実験してみよう

 

合わせ鏡は、実際に見た方がわかりやすいので、実験しながら確認してみましょう。

合わせ鏡というと、鏡を向き合わせたものが想像しやすいですよね。

そうそう、丁度こんな感じです。

2枚の鏡を向き合わせると、同じ方向に、無限に鏡の中の鏡が映り込み続けます。

でも鏡は、正面から向き合わせなくても、合わせ鏡の状態が作れるんです。
万華鏡はこの仕組みを利用して作られています。

 

どう言うことかと言うと、下の動画を見てください。
「合わせ鏡分度器」と言うものを使って、2枚の鏡で実験をしています。

 

 

今回、合わせ鏡分度器の使用許可をいただきました。

興味のある方は正多面体クラブ「万華鏡の仕組み(合わせ鏡)」もご覧ください。同じページからダウンロードもできます。

 

 

鏡2枚で、なんと三角形から八角形まで作れました!
表は動画の中で出来た図形の一覧で、括弧の中の数字は、合わせ鏡で増えた鏡の枚数です。

三角形(0) 四角形(2)
五角形(2) 六角形(4)
八角形(6)

 

もっと角度をつけていけば、更に映り込む数が増えていきます。
ただ、2枚の鏡で角度がついている状態では、無限の繰り返しは作れません。

実は、わざと無限に繰り返さないように作る万華鏡もあります。
ただ今回は「無限に広がる模様」を目標に、解説を続けていきますね!

さあこれが万華鏡にどんな風に関わってくるのかを、確認してみましょう!

 

3枚の鏡で無限に広がる模様を作る

 

鏡2枚を、山型に組んだ時の模様の映り方を見てみましょう。

鏡の中に、模様が映っている鏡が見えますよね?
紙に書いた模様は1つなのに、鏡に映って5つに増えました。

それじゃあ、ここにもう1枚鏡を足してみましょう。
モデル画像の、鏡3枚で作る合わせ鏡と同じ条件にしたらどうなるかというと…

2枚の時には途切れていた所が繋がって、沢山の模様が映りました!
上の画像では確認するのがちょっと難しいんですが、鏡の中の鏡に、更に鏡が映る状態になっています。
これがどこまで繰り返して広がっていけるのかと言うと、途切れる場所がないので、下の画像のように無限に繰り返す模様になるんです。

 

これで、おなじみの万華鏡の状態になりました!

 

 

まとめ

最初にも書きましたが、万華鏡というのは、簡単に言えば、合わせ鏡に映った模様が繰り返す仕組みになっているのです。

もう一度、万華鏡の仕組みをポイントだけまとめておきます。

構造のポイント

  • オブジェクト+合わせ鏡
  • オブジェクト=キラキラの中身
  • 筒の中に合わせ鏡を作る
  • 一般的なのは3枚で、三角形に組み合わせる

 

合わせ鏡のポイント

  • 鏡2枚では広がる模様は作れない
  • 鏡3枚の合わせ鏡は、模様が広がる
  • 広がりながら無限に繰り返す!

 

合わせ鏡の部分を、目で見てイメージ出来れば、意外と簡単な仕組みだなと思いませんか?
これを言葉で説明しようとすると、なかなか難しいんですが。

特に今回使用させていただいた「合わせ鏡分度器」は、私自身が子どもみたいに感心してしまう面白いものでした!

 

それでは、お付き合いいただき
ありがとうございました。