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カテゴリ:科学系( 508 )

絵の具水

ミルククラウンというからには牛乳を使うのが本来なのだけれど、撮影に使った牛乳は飲まずに廃棄するしかなく、それは勿体ないことなので、代わりに、絵の具を溶かして不透明な水を使うことにした。絵の具は、少し前に、Ezspectra815V用のスペクトル分布調整用に使えないかと買い込んだものがある。
絵の具を溶かすと、当たり前だけれども、水面下の様子は見えなくなる。しょうがないからカメラ位置を上げて、少し上からの撮影。
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by ZAM20F2 | 2019-05-20 07:57 | 科学系 | Comments(0)

水深依存

水槽を作ったのは、筋の入らない画像を撮影するためと、水深を変えて、水深の影響を水面下も含めて見てみたいと思っていたためだ。世間の話によると、ミルククラウンは液層の厚さが2mm程度がもっとも格好良くなるらしいのだけれども、何でそうなるのかの説明は見つけられていない。
手元には75×50mmのスライドガラスもあるので、これを使えば水深は楽に調整できるだろうと考えた次第だ。
これは、水深26mmでのもの。
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水中に高さ20mmの木片を入れて、その上に厚さ1mmの75×50mmのスライドガラスを乗せた。
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当たり前だけれども落下時にできる窪みはスライドガラスを突き破ることはできず、先ほどのような曲面とはならずに、下は平面となっている。本来、下に押し込まれるはずだった液体は横方向に押し出されているはずで、確かに、先ほどと比較すると、クラウンの下側が盛り上がっている。

スライドガラスを2枚重ねて水深をもう少し浅くしてみた。
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こちら、より横方向に押し出された水による盛り上がりが増えている。とりあえず、この効果により、クラウンがより格好良く見えるようになるみたいだ。

by ZAM20F2 | 2019-05-17 07:04 | 科学系 | Comments(0)

水槽を作る

色素液滴を滴下させたエントリーの最初の方の写真で右下側に容器の模様が写っていた。使っていたのはプラスチックのケースだけれども、その真中付近に縦に3本の筋が入っている。液滴の滴下場所によるけれども、この筋を外すのは結構めんどくさい。また、水浸が1cm弱なのだけれども、もう少し深い方が良くないかという気もあった。
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そこで、写真撮影用の水槽を作ることにした。もっとも、水槽といっても使うのはスライドガラス4枚と10cm角のアクリル板1枚。アクリル板の上にスライドガラスを貼り付けただけのものだ。
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でも、これで、水槽側面の筋はなくなるし、水深も2倍以上となった。
by ZAM20F2 | 2019-05-15 07:06 | 科学系 | Comments(0)

一連

一応、そこそこの再現性で画像が得られるようになったので、滴下後からの波紋の変化の様子を並べてみることにした。一応、それらしく見えると思う。
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by ZAM20F2 | 2019-05-13 06:55 | 科学系 | Comments(0)

少し変

液滴関連写真、タイミングは一応取っているけれども、滴下ミスなどもあり、とにかく撮影をしてから色々と選んでいる。その中には、普通は表には出さないようなものだけれど、面白いものもある。
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こちらは、こけしができたところに上から液滴が落ちてきて衝突したあとと思われるもの。この手の写真は、伊知地さんがキノコのような綺麗なものを出しているけれども、こちらは、1回目の液滴の落下位置と2回目の落下位置がずれているために一方に変な形になっているのだろうと思う。まあでも、中々変な瞬間だ。
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こちらは、液滴落下してからしばらくなのだけれども、液面全体が妙に膨らんでいる。液面の内部がすべて液体だとすると、質量保存則が破られた瞬間を撮影したことになってしまいそうだ。というわけで、おそらくは泡なんだろうと思うのだけれども、こんなのができたのはこの1枚だけ。どうするとできるのかは全く分からない。

by ZAM20F2 | 2019-05-11 06:17 | 科学系 | Comments(0)

透過照明

ミルククラウン、上からの照明で撮影するのが普通だけれど、下から照明したら、火山みたいな感じの物ができるんじゃないかと考えて少しばかり試してみた。下側は磨りガラス的な白のアクリル板。ただし、液滴の落下付近を除いて黒のマスキングテープで光を抑えている。
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色味が黄色っぽいのは、レーリー散乱で青が通っていないためかなと思っている。下からの照明、もう少し調整すると、結構面白い絵になるかも知れない。
※全体にハローがあるのはレンズの表面に飛散した牛乳のためだろうと思う。

by ZAM20F2 | 2019-05-09 06:43 | 科学系 | Comments(2)

中も見られる

牛乳ではなく水を使うと画像が地味になりがちなのだけれども、透明だと液面下の様子を横から観察できることに気がついた。ただ、水と空気は屈折率が異なるため、水面上と水面下ではピント位置が異なってしまう。
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これは、水槽の縁から少し離れたところに水滴を落とした物。
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こちらは、より縁に近いところで落とした物。写真の右側についている縦線は容器のもの。後の写真は、手前の水面が不自然に盛り上がっているように見える。着水位置が縁に近すぎるのだろうと思う。

レンズを変えて、もう少し大きく写してみた。
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下はピントがあっていない感があるけれども悪くはない。こんな画像が撮れるとなると、思わず落下液滴を着色したくなる。ミルククラウンで、色素で着色したミルクを使うのは伊知地さんの写真があるけれども、あれだと表面の状態しか見えていない。液が透明なら、もう少し奥まで見えるのかなと考えた次第。手元には着色シャボン玉に使った残りがある。というわけで、食紅で着色した水滴を落としてみた。
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微妙な画像ではあるけれども、落下した液滴が均一には広がっていないように見える。もう一枚、着色水滴の落下。
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2枚の間で下層の水は完全に取り替えている。
取り替えないと下層全体が赤くなってしまって、なんだか分からない写真になってしまう。
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by ZAM20F2 | 2019-05-07 06:18 | 科学系 | Comments(0)

地味っぽい

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ミルククラウンならぬ水クラウンの写真。
液体の物性の違いから冠の形態も違うけれど、それ以上に、見た目が地味っぽい。というか、透明なものの撮影は難しいわけで、このあたりが、ミルククラウンとなる理由かも知れない。
by ZAM20F2 | 2019-05-05 09:48 | 科学系 | Comments(0)

ストロボメモ

ストロボを焚く回路には東芝のTLP241Aを使っている。秋月さんで1個130円の品だ。
この品を選んだのは、最大許容電流値が多きかったため。立ち上がり時間が他の品より少し長めなんだけれど、タイミングの揺れさえなければOKかなと考えた次第。
とりあえず、この品とOlympusのTパワーコントローラ(フィルムカメラのシステム)を組み合わせて使っていた。異なるストロボも試そうとOlympusのT32に変えてみたら発光しない……。T32がおかしいのかと思ったけれど、カメラにつけると発光するし、また、結線を直接接触させると発光する。T32は2台あるので、もう一台も試したけれど、こちらも発光せず。TパワーコントローラとT32は同じ回路だと思っていたのだけれども、何かが違っているらしい。
TLP241AはON時の抵抗が1Ω以下でかなり低い方だと思うのだけれど、何が気に入らないのか分からない。他のストロボではどうかと試してみたけれど、他の2機種では文句を言わずに発光している。

ところで、異なるストロボを使ってみようとしたのは、発光時間の違いがあるだろうと思ったため。
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上の写真は、Tパワーコントローラで撮影したものだけれど、落下中の水滴が止まっていない。これでも、発光時間を短くするため、フルパワー発光ではなく1/4発光にしている。着水寸前では、1mm秒で約3mm移動しているはず。水滴の大きさは撮影倍率からザックリ見積もると5~6mm程度。ブレの量からすると、水滴は1mm弱は動いているので、ストロボの発光時間は300マイクロ秒程度かなと思う。
というわけで、もう一つのストロボ。こちらは、フルパワーの1/16発光。強度が弱いので、拡散板等は入れずの撮影。
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こちらは、中々綺麗に止まっている。発光時間は、かなり短そうだ。ついでにもう一枚。
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ほぼ同じ位置で止まっている。この他数枚もほぼ同じ場所で止まっているので、揺らぎはm秒程度以下。水滴が同じ場所に落ちる場合には、再現性はそれなりにありそうな気がする。

水滴の落下の安定性に関しては、スポイトの先が問題なのかと考えて、先の平らな注射針のようなものも試したのだけれど、水滴が横向きの速度をもって落ちていたりするのを見て、採用は見合わせた。前回との違いは、スポイトの先を疎水性にしようとしていたのを親水性にしようとしたこと。あと、スポイトの滴下を丁寧に行うようにしたこと。

タイミングの問題に関しては、未だ解決していない。スポイトの下から水面までが約39cm。スポイトの下から、ディテクターまでが約2.8cm。水滴の大きさが6mmとすると、落下する時の水滴の下端からディテクターまでが約2.2cm。落下にかかる時間は70m秒弱で、水面到着は210m秒後のはずだけれど、必要なdelayは225m秒程度。フォトリレーの遅れなどを考えると、delayは210m秒未満であって欲しいところだ。
by ZAM20F2 | 2019-05-03 09:20 | 科学系 | Comments(2)

検討中(II)


詰めなければならない事柄は色々あるものの、とりあえず、ミルククラウンのような物は撮れている。
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ただ、個人的にはミルククラウンより、その後に出てくる「こけし」の方が気に入っている。
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「こけし」液層がある程度の深さがないと出現しないっぽい。ミルククラウンは、液層が2mm程度の厚みの方が綺麗との情報もあるけれども、その厚さでは、こけしはあんまり成長しないかも知れない。

綺麗なミルククラウンは中々得られていないけれども、一応は、初期の目的にはたどり着いた感がある。システムがらみの詰めはそれとして、問題は、この先何をするかだ。

Webをあされば、ミルククラウンの写真はあふれている。また、高校の課題研究の定番ネタであるようで、様々な試みがなされている。

ただ……課題研究がらみのWeb情報を眺めながら少し気になっているのは、撮影システムは、動画撮影の切り出しか、人がタイミングを計ってシャッターを切っているのが多く、液滴の落下をモニターして、タイミングを合わせてフラッシュを焚くものは少ないこと。全く撮影できないよりは、どんな方法であれ、撮影できた方が先に進めるのは確かなんだけれど、世の中に簡単にシステム構築をできるものが存在しているのに、それが広まらずに素朴な手法が使われ続けているという状況は何かが間違っている。Arduinoの存在は中学生の研究を通して知った訳で、決して高校生にとって高度過ぎるということはない。このあたりに、高等学校の課題研究の課題の一つが転がっているような気がする。

閑話休題。高校の課題研究の心配をしていても何にもならない訳で、問題は、自分でこの先何をするかだ。そもそも、ミルククラウン撮りたいなというのは、単純に昔にやりたかったけれど、できていなかったことが、できそうであるのに気がついてやり始めたのだから、まあ、それなりの写真を撮って終わりにするのが素直なところなのだけれども、Webを漁ってみた範囲で、そもそも牛乳の何が良いのかというあたりが今ひとつはっきりしない。粘性と表面張力がパラメータになるらしいのだけれど、それなら、水にPVAでも混ぜて粘性を上げて、適当な界面活性剤で表面張力をコントロールしたものでも良さそうだ。というわけで、水じゃだめですか?方向に行きそうな気がする。


by ZAM20F2 | 2019-05-02 11:21 | 科学系 | Comments(0)