つけまつ毛と回折の関係

明石北高校

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１．背景、研究目的

夜の車のライトを見たり、太陽を見ることで

見られる、棘のような光がどのようにして

発生しているのかが気になり調べた。

すると、まつ毛による光の回折が

原因であると知り、研究してみたいと思った。

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２. 予備実験

本当に回折と同じ現象が、まつ毛で起きるかを試した。

結果、回折格子を通した光と同じように遮蔽物と

垂直に光が出来た。ただ、光を直接カメラに入れると

カメラが発生原因の光が多く見られた。

なので、本実験ではカメラを変え、

スクリーンに光を投影することにした。

３．仮説

右図の計算式より、

まつ毛の本数が多いほうが

ばらけ具合が大きいと考えた。

l(cm)=200cm

d(多)=8.17×10^-3

d(少)=1.63×10^-2

λ=635nm=6.35×10^-5cm

x(多)＝ｍ×1.55×10^-2cm

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x(少)＝ｍ×7.79×10^-3cm

４. 実験

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レーザーをつけまつ毛に当て、

スクリーンに回折した光を投影する。

つけまつ毛の特性を変え、回折光の変化を見る。

・実験用レーザー光源装置(ケニス株式会社)

・カメラ(iPhone 13)

・スクリーン

・つけまつ毛

５．実験方法

2.00ｍ離れたところでレーザーをまつ毛に当てる。

2.0cm×2.0cmの区域を撮影し、明点の平均の個数を数える。

本数が少ないまつ毛と多いまつげで結果を比べる。

明点の数は目視で確認する。

また、赤色の明度のヒストグラムで考察した。

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６．結果

点の数の逆転はしていないが、予想と大幅に結果がずれた。

予想では本数が少ないほうが多い方よりも、明点の密度が1.99倍だと出たが、

結果は1.31倍だった。(データは7枚の写真の平均)

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７．考察

１，明点が互いに潰しあっている

２，数え方が、一定ではない

３，数が合わないのは、上下に回折の線が分散しているため

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８．今後の展望

１，細さ、形を変更して実験する。

２，試行回数を増やす。

３，つけまつげを直線にする。

９．参考文献等

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情報処理学会第６６回全国大会

まつ毛によって生じる回折光のシミュレーションとグレア表現への応用

松岡 薫　柿本 正憲　西田 友是　苗村 健　原島 博

１０．使用したソフト

ImageJ

(https://imagej.nih.gov/ij/)

少ない方

多い方

実験のデータの解析に利用した写真