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おもしろ科学実験室(工学のふしぎな世界)

色変わりCDコマを作ってみよう!

2016年12月21日
長岡技術科学大学 工学部

CDを用いてよく回るコマを作ります。CDを回転させることにより、模様の違いから様々な視覚効果を確認できます。

準備

  1. CD:白無地で手書きが出来るもの
  2. ビー玉
  3. 指サック
  4. 油性ペン(CDの着色用)
  5. セロハンテープ
  6. ハサミ

※ベンハムのコマ、ニュートンのコマにする場合:あらかじめ印刷したものを用意して おくとよい。

手順

  1. 手順

    CDの表面にうずまきや縦縞模様などを油性ペンで描く。

  2. 手順

    指サックを半分程度に切り、縦にも4つ切れ込みを入れる。

  3. 手順

    切った指サックの中にビー玉を詰める。

  4. 手順

    CDの表面から指サックを穴に差し込む。

  5. 手順

    裏面の指サックをビー玉が緩まないように軽くひっぱる。

  6. 手順

    CDの裏面に出ている指サックをテープで4ヶ所とめる。

  7. CDコマの表面CDコマの表面

    完成したコマを回し、色の変化を観察する。

解説

(左から)油性ペンでの着色例、ベンハムのコマ、ニュートンのコマ完成品
(左から)油性ペンでの着色例、ベンハムのコマ、ニュートンのコマ

CDとビー玉の組み合わせによる「良く回る独楽」作りは広く知られていますが、CDとビー玉の接着に難がありました。そこで、指サックを用いることで接着の問題点を解消しつつ、滑り止め効果により回しやすくなるCDコマにしました。

ベンハムのコマ

(中央)のように白色と黒色だけで模様を描いたコマで、回すといろいろな色が見えてくる不思議なコマです。ベンハムという人がイギリスで売り出したところ、評判となりこの不思議な現象が広く知られるようになり「ベンハムのコマ」と呼ばれるようになりました。回すと色が見える理由は難しく「目の錯覚」と説明しています。写真に撮っても色づいて見えません。

ニュートンの七色ゴマ

(右)のように、赤〜紫までの色が付いているコマです。これを回してみると、様々な色は消え、灰色一色に見えます。ニュートンは万有引力の法則で有名ですが、虹の七色を発見した人です。ニュートンはプリズムを使って自然光(白色光)を虹の七色に分光し、さらに分光した光を全て集めてもとの白色光に戻す実験に成功しました。つまり、虹の七色が全て合わさると光の場合は白色に、色なら灰色になります。

「ベンハムのコマ」「ニュートンのコマ」の型紙を準備しておき、これらをCD面に貼るか、油性ペンで自由に描くかは子ども達に選択させて実施しています。

CDをコマにするのは多方面で実施されており、軸についても多くの方法が紹介されています。これまで実施した方法から2つを紹介します。

  1. 市販のCD独楽アルミ軸市販のCD独楽アルミ軸

    CD独楽アルミ軸が商品化されています。この軸により、簡単にCDやDVDなどを使用して、安定して回転するコマを作ることができます。

  2. ボールペンを軸に利用する方法。肉厚ゴム管2cm程度をCDの穴に通し、その中にボールペンを挿します。両手の手のひらでボールペンをはさみ、こすり合わせて回します。紙の上で回した時のコマの軌跡を観察できます。

    ボールペンを軸としたCDコマと回した時のコマの軌跡
    ボールペンを軸としたCDコマと回した時のコマの軌跡

    ボールペンを軸としたCDコマと回した時のコマの軌跡

※このページに含まれる情報は、掲載時点のものになります。

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