屋外で顕微鏡観察

・草花や虫の顕微鏡観察は子どもたちにとって、“自然の美しさ”・“自然の神秘”を体験できる素晴らしい機会　と言えます。しかし、学校の理科の限られた授業では十分ではないと思います。私達は地域の公民館等で、子どもたちが自由に顕微鏡観察できる環境を創りたいと考え、「地域で作る小さな科学館」事業の中で実践しています。

 

・私達が公民館等に提供している顕微鏡は安価で軽量な手作り顕微鏡であるため、気軽に屋外に持ち出し、公園等　　のベンチで顕微鏡観察が出来ます。しかし、屋外は周りが明るすぎ、顕微鏡観察を妨害します。今回、屋外顕微鏡観察を実現するための“簡易暗箱”を試作しました。

 

　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　公園のベンチに簡易暗箱を設置し、その中に顕微鏡を入れます。

 

１． 簡易暗箱

 黒のプラダン板とL金具を使って簡易暗箱を製作しました。大きさは横幅57ｃｍ、奥行き4cm、高さ45ｃｍとコンパクトで、重さも750gと軽量です。材料費は1500円程度と安価です。屋外に持って行くときはブラダン板を外して運びますが、10分程度ですぐに組み立てることが出来ます

 

     

組み立てた“簡易暗箱”を正面から撮影（左上）、簡易暗箱を横から見たところ（右上）、ブラダン板を固定するL金具の様子（左下）、簡易暗箱の中に“簡易ルーペ顕微鏡を置いた  様子（右下）

 

２．簡易ルーペ顕微鏡

・私達が開発した“簡易ルーペ顕微鏡”はすでにNPOふくい科学学園のホームページ等で公開していますが、ここで改めて簡単に述べておきます。

・草花や虫の顕微鏡観察を行うには、通常の“生物顕微鏡”は倍率が高すぎます。そのため“実体顕微鏡”（倍率：20倍と40倍の切り替え）が使われています。しかしこの市販実体顕微鏡は約3万円と高価です。

・私たちが開発した“簡易ルーペ顕微鏡”では、市販の15倍ルーペ（価格：1800円）に強力マグネットを接着し、L金具の先端に固定します。L金具の反対側は木片にねじ止めします。木片にはマグネットシートが貼ってあり、支柱に貼った金属板と引き合って、上下微動調整が出来ます。

・試料が花の場合、花の真上から観察できるように、薄い透明アクリルシート（厚さ0.5mm）に穴 を開け（2~4mm）、その穴に花を差し込みます。LEDで試料を照らし、15倍ルーペに目を近づけてL金具に指をあてルーペをのぞきながら、L金具を下に移動し、ピントが合ったところで止めます。作動距離（試料とレンズの先端館の距離）は約１５ｍｍです。

・試料をのせた紙カップの台を前後左右に動かし、観察場所を選択します。

 

                                   

        暗箱の中の簡易ルーペ顕微鏡、試料はさくら草の花（背景に青色工作画用紙を使用）

 

                                   

                        タブレットの画面に現れたさくら草の花の中

 

・コの字型の台の上にスマホ（又はタブレット）を置き撮影すると顕微鏡写真となります。

・ルーペは傾けないように垂直に立てること。スマホ（又はタブレット）のレンズの中心と、ルーペレンズの中心を一致させることが重要です。そのために、ルーペレンズの丸（〇）がスマホ画面の中央に来るようにスマホの位置を調整します。

 

（注意：ルーペレンズなしで、直接試料にスマホ（またはタブレット）を近づけ、スマホの拡大機能のみを使ってミクロ写真撮影ができます。しかし、私達は「裸眼で拡大像を観察した後に写真撮影をすべきだ」と考えています！）

 

・屋外に簡易暗箱を設置する時の問題としては、風が強い時、風で簡易暗箱が飛ばされることです。

これを防ぐために、暗箱の底に石をのせます。

                               

           風が強い時、簡易暗箱の底に石を乗せて暗箱が飛ばないようにします。

 

3．身近な花・虫の顕微鏡写真

 

・公園に咲いている身近な花を使って顕微鏡写真を撮影しました。

 

           

コスモスの花を直接タブレットで撮影（左上）、花の中央部分を撮影（タブレットの拡大倍率x1（右上））、タブレットの拡大倍率x3　（左下）、　タブレットの拡大倍率x5　（右下）

 

　　 　　

ペンタスの花を直接タブレットで撮影（左上）、花の中央部（タブレットの拡大倍率：x1（右上））、タブレットの拡大倍率：x3　（左下）、　タブレットの拡大倍率：x5　（右下）

 

         

源氏菊の花をタブレットで撮影（左上）、花の中央部（タブレットの拡大倍率：x1（右上）、　タブレットの拡大倍率：x3　（左下）、　タブレットの拡大倍率：x5　（右下） 

         

・身近にいる小さな虫の顕微鏡写真も簡単に撮れます。

 

         

                        アリ（左上）、テントウムシ（右上）、コガネムシ（左下）

                        ダンゴム（右下）：（いずれもタブレットの拡大率：　x3）

 

4．比較的大きな昆虫等の顕微鏡写真撮影法

・大きな昆虫等を観察する場合、15倍のルーペでは倍率が大き過ぎます。別に倍率の小さなルーペ を用意することも可能ですが、ここでは、以下の様な安価な方法を紹介します。

・100円ショップでスマホに取り付けるレンズセットが販売されており、そのセットの中に凹レンズが含まれています。その凹レンズを外して、15倍のルーペレンズの上に乗せます（ルーペレンズの真ん中に置くこと）。

・凹レンズと組み合わせた結果、倍率は約4倍と下がります。また作動距離は６５ｍｍと大きくなります。

         

100円ショップで入手できる凹レンズ（左上）、15倍ルーペに凹レンズをのせたところ（右上）、

赤とんぼを試料として観察（左下）、タブレットの拡大をx3として撮影した赤とんぼの頭（右下）

 

（補足：採取した赤とんぼは容器の中に入れ、二酸化炭素ガスを吹き込み仮死状態にした後に、取り出して観察します。しばらくすると生き返ります）

 

                                     

                               公園のベンチに設置した顕微鏡を覗く子どもたち