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どうして遠くにあるものは小さく見えるの？
小学２年生の息子からの質問です。「おとうさん、どうして遠くにあるものは小さく見えて、近くにあるものは大きく見えるの？」 １０分程考えました。「目のレンズは凸レンズだから」とか「大きさは距離に反比例する」とか…。でも、これだ！という答えは見つかりません。結局「お父さんわからないから後で答えるね。やっぱりわからないかも知れないけど」と言って寝かしつけました。どなたか父を助けると思って“頓知”ではない“科学的回答??”をご教授ください。宜しくお願いいたします。
- kabiyamori
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子供の頃読んでいた科学の本に、全く同じ質問と答えが載っていたのを思い出しました。 その本の答えはとてもシンプルなもので、「遠くのものが小さく見えるのは、本当に小さく見えているからだ」というものでした。 なんだか禅問答みたいですが、要するに、同じ大きさのものでも近くにあれば網膜に大きな影を落とすので大きく見え、遠くにあれば小さな影を落とすので小さく見える、というわけです。 このことを説明する簡単な図も載せてあって、子供心にもなるほどと思ったのを今でも覚えています。子供達のこうした疑問を大事にしてあげるのは本当によいことですね。自然の不思議さや科学のおもしろさに気づいてくれたらとても嬉しいことです。
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- First_Noel
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小学生には難しいかも知れませんが， 人間が「遠くなると小さく見える」と感じるのは， 「遠くなると立体角が小さくなる」従って「それを見る細胞の数が減る」からです． 絵を描いて，現象論的にお教えするのが良いのではと思います． ／｜ ｜＼ ／ ｜ ｜ ・ ｜ ｜／ ＼ ｜ ＼｜ ↑これを遠ざけると，左の三角形の底辺も短くなる ＝網膜上で感じ取る細胞の数が少なくなる． あ，いやでも最近はデジカメがあるから， 小学生さんでも「画素」の理解はすぐに出来るのかも．．．
お礼
わかりました。確信しました。「それを見る細胞の数」とは、転じて“網膜上の像の大きさ”と解釈しました。ありがとうございました。 こどものたった一言の質問。奥が深かったです。「父親」なんて偉そうな顔をしていても、まだまだわかっていないことがたくさんあるのですね。
上手く納得のいく説明が出来るのか自信ありませんが、、、 １．人間の目は、物がどの「位置」にあるのかを知るのではなく、どの「方向」にあるのかを見ています。 たとえば自分から５ｍの距離に赤いボールと青いボールを互いに離れた位置に置きます。 赤のボールの位置はと聞かれて指を指した方向が赤のボールのある方向です。（位置ではない） 青のボールの位置はと聞かれて指を指した方向は青のボールのある方向です。 指さしすると、方向が違うことに気がつくでしょう。 次に自分のいる場所を変えると、赤のボールと青のボールが重なって見える位置に立つこともできます。 つまり、これは人間の目で物を見ると言うことは、その位置ではなく方向を見ているためです。 ２．上記のことで方向を見てることはわかりました。 では、物の大きさです。 Ａ４の紙を目の前にすると、ほとんど視界はＡ４の紙だけになります。 これは目に対してＡ４の紙の端の方向は非常に角度が大きいからです。 次にＡ４の紙をずっと遠ざけてみましょう。 すると、目とＡ４の紙の両端がなす角度は小さくなります。 これが小さく見えるという理由です。 つまり人間の目で見た物体の大きさというのは、その物体の両端と目のなす角度で決まるのです。 ＜蛇足＞ 専門的に言うとこれを視差と呼び、この視差で表した物の大きさのことを視直径と呼びます。 ８月に６万年ぶりの大接近のあった火星は最大で視直径が２５秒を越えたそうです。（１秒は１／３６００度です） 月は大きくて３０分（１分は１／６０度）あります。 このように距離に関係なく見た目の大きさを議論したいときには角度で表します。 ちょっと物知りのお父さんを演じるのであれば、こんな話もするとよいかも？？？ では。
お礼
そうなんですね。おっしゃるとおり「物体の両端と目のなす角度で決まる」のですね！判ってきました。 火星見ました。肉眼でですけれど。私が昔買った天体望遠鏡は、息子が赤ん坊の頃に彼によって見事に破壊されてしまいましたので…。 まあ、それはそれ。週末には“ちょっと物知りのお父さん”を演じてみられそうです。ありがとうございました。
- seltzer
- ベストアンサー率29% (71/238)
おぉ、すごい質問ですね。将来有望なお子様かも。 さて、質問の答えですが、そもそも「ものが見える」という状態は、光をものが反射しているのが目の中に入り、それを脳が処理することによって「ものが見える」という状態になっています。 たとえば、ここにある大きさの懐中電灯があります。周りは真っ暗な状態で、懐中電灯を遠ざけていきます。すると、懐中電灯の光は小さくなっていくでしょう。 それは、電気が四方八方に拡散するために、一方向に進む力は弱くなっていき、目に届く光の量が少なくなっていくからです。 ものが反射する光も全く同じです。 この状態を人間は「遠い」と判断しているのです。 その証拠に、レーザー光線のように一方向に同じ力で進む光を正面から見たら、いくら遠ざかっても同じ大きさに見えるはずです。 また、望遠鏡のように、レンズを使って光を集めやすくすれば、遠くのものも近くに見えるようになります。
お礼
仕事から帰ってきてご回答を拝読しました。奥が深くて大人の私もやっと内容を理解しています。幸いにして息子は既に夢の中。息子への回答期限が一日延びました。 ご回答ありがとうございました。
- Aries007
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良い質問ですね。 そういうものと決め付けて考えず、気づくのは。 この解説は、図解で説明した方が良いです。 上手く文字が図にならなかったのですが、 要は、目から見て、遠くの場合、角度Ａ－目－Ｃ間の 角度は小さくなり、近い場合は、角度が大きくなります。 そのため、もし、遠くのものを見た角度が、近くのものと、同等の大きさに見えるようなサイズにすると、小さく見えます。 このことを利用して、トリックアートの一種で面白いものもあります。東京タワーの中にもトリックアート美術館があるらしいけれど、そちらは見たことがありません。 □図（斜めの線などが、かけなかったり、図が崩れています） 遠くの物 目 △＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝□Ａ 物 □Ｂ □Ｃ ↑の角度 ↓ 近くの物 目 △－－－－□ａ 物 □ｂ □ｃ
お礼
ありがとうございます。角度起因説ですね。「遠くても近くても物の実態に変わりはないのだから、目で見た角度の差を脳がどう認識するのか」ということなのだと思ってきました。なんて、わかったようなことを書いていても本当に理解したのかといえば頭の中は相変わらずジーンと痺れた感じです。ありがとうございました。
- kyuukeityu
- ベストアンサー率31% (62/198)
うーん。お子さんの質問はどう答えたらよいか難しいですね。 一点透視図法を応用して、こんな風に考えたらどうですか。 なるべく長い直方体の箱を準備して、両サイドのそこを抜き直方体の筒をつくります。その一方からのぞくと先のほうが細く見えますね。これは一点透視図法で、風景が遠くの一点に集中して見える現象です。中学の美術の教科書に出てきます。 これを利用して、例えば紙で同じ大きさの人形を作っておき、出来た人形を筒の中に前後して貼り付けます。 するとあら不思議、同じ大きさの人形でも遠くの人形は小さく見えますね。 このやりかたでちょっとは一転透視図法の感覚をお子さんにも理解してもらえるのではないでしょうか。 箱の中に方眼紙状の升目などをつくっておけばさらによいかもしれません。 ただかなり長い箱でないと難しいですが。 細い廊下などで同じ方法で説明するのも手かも。 言葉で説明するのは難しいので、なんとなく感覚的にでも分かってもらえたらいいですね。 それではおとうさん、頑張ってください！
お礼
一点透視図法というのですか。なんとなくわかるような気がします。今度の父親参観日に小学校の廊下で体感させてみようと思います。でも、父兄が一杯で遠くまで見通せないかな。kyuukeityuさんの激励に応えて頑張ります。
- wa_on
- ベストアンサー率15% (139/920)
説明できないのでＵＲＬを張りますね。ご参考になさって下さい。 こちらには錯覚だとちらっと書いています。 http://www.ne.jp/asahi/ogi/home/back/120.html こちらは色々書いてあります。視界は遠くにいく程範囲が広まるのだとか。。 http://homepage2.nifty.com/osiete/seito105.htm
お礼
「見る人の錯覚なのだ」ということは何となく判ってきました。しかし“錯覚”を小学２年生にどう伝えればいいのやら…。２番目のＵＲＬによれば角度起因説と網膜説があるようですね。一歩前進です。ありがとうございました。
- kino
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大きく見えるものを近くにある。小さく見えるものを遠くにあるというのではないでしょうか。 脳が、そう認識しているだけですよ。 だまし絵の世界を見せてあげてください。 同じ平面なのに遠近が……
お礼
早速のご回答ありがとうございます。脳の認識のせいなのか、目のレンズのせいなのか、はたまた哲学なのか。考えれば考えるほど頭の中がジーンと痺れてきます。ありがとうございました。
お礼
いいえ。決して禅問答ではなく、少し判ってきたような気がします。「遠くにある物の輪郭は、目のレンズの所で交差して網膜上に小さな像を結ぶ。近くにある物の輪郭は、目のレンズの所で交差して網膜上に大さな像を結ぶ。フムフム。そうか交差する時の角度が遠近によって変わるんだ。」あっ、長い独り言ごめんなさい。でも判ってきました。もう少し整理して図示してみます。何とか息子に説明できそうです。多分。ありがとうございました。