ビースピの赤外線を見てみよう

本日の教材は「ビースピ」です。
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ビースピは、コの字型になっていてΠのように置き、ビースピと床で作る「トンネル」を通過する物体の速さを測定する機械です。
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本ブログでも、小球のもつエネルギーと木片に衝突したときにする仕事の実験で登場していました。


もともと ビースピは理科教材としてつくられたものではなく、ゲームソフト会社のハドソン(現・コナミデジタルエンタテインメント)がビーダマンおもちゃが発射したビー玉やチョロQの速度測定用として売られていたものです。

発売当初から高校物理の先生を中心に教材化が行われ、後に販売終了となりましたが、その時の在庫をナリカが買い取り、理科教材として再販売したという、面白い経歴を持った教材です。

単4乾電池2個使用。
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現在は、後継機種の「ビースピv」が販売されています。
ビースピでは時速単位だった測定単位が[cm/s][m/s][km/h]から切りかえることができ,さらに5回分の測定結果を記憶できるメモリー機能が追加されています。

ビースピが速度を測定できるのは、「トンネル」の左右の壁に2個ずつある「ぽっち」があるからです。
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その正体は2種類あって、
片方の壁には赤外線LEDが2個
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もう片方の壁に、赤外線LEDに向かい合うように赤外線センサーが2個あります。
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赤外線LEDと赤外線センサーの距離は40mm、2つの赤外線LED間の距離、2つの赤外線センサー間の距離はいずれも39mmです。

「赤外線LEDから赤外線を出し、それを赤外線センサーが受光している」という仕組みが2組あり、物体が通過すると赤外線がとぎれるので、センサーは受光できなくなる。「2組のセンサーで受光が途切れた時間の差」で「2つの赤外線センサーの距離39mm」を割れば、ビースピのトンネル内を通過した物体の速さが求まるというわけです。

もしそうならば、ビースピから出る赤外線が、デジカメのモニター越しに見えるのではないか。
リモコンを操作すると先端部で目に見えない赤外線が出ているのですが、それをモニター越しに見た動画は以前紹介しました


じゃあ同じように…とやってみると、見えません。リモコンの赤外線は見えたのに、ですよ。
そうか、これは赤外線の強さの違いだなと。数メートル離れたところにあるテレビやエアコンなどのセンサーに信号を送るリモコンだと赤外線もそれなりに強くないといけない、一方ビースピは4cm先のセンサーに送ればいいので、リモコンほどつよくない、即ち明るく光らないのではないか。

つまり暗くしてみればいいのではないかと。

そうやって、暗闇の中、赤外線LEDのところがかすかに紫に光っているのがデジカメのモニターを通じて確認できました。
画像も撮影しましたが、おわかりいただけただろうか。黄色い○で囲った中、紫の点があります。
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iPad2のカメラを使って赤外線LEDの様子を動画で撮ってみた。


1.明るいところで、赤外線は出ていない
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2.部屋の照明を消した、赤外線は出ていないので真っ暗
※本当に真っ暗なだけなので、画像はありません。動画でお確かめください。

3.ビースピ側のスイッチを入れて、赤外線を発光させる。
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4.赤外線を発光させたまま、部屋の照明をつける。
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なお、物体が通過するまでの間、ずっと赤外線を出して待っているわけですね。物体が通過したら赤外線は消えるようです。
電池がもったいないので、スイッチを入れたら、さっさとビー玉を通過させましょう。
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