5年 理科 けんび鏡の使い方

けんび鏡の使い方 ── 大きく見る道具ではなく、見えなかったものを見つける道具

5年の理科では、メダカのたまごの中や、花のおしべにつく花粉を調べます。どちらも、目をどれだけ近づけても見えません。そこで使うのがけんび鏡です。ところが教室では、のぞいても真っ白、真っ暗、あるいはぼんやりしたまま時間だけが過ぎる、ということがよく起きます。原因のほとんどは、レンズの性能ではなく明るさ・ピント・倍率の順番です。この順番には、ひとつずつ理由があります。

けんび鏡は「大きくする」道具ではない

まず、けんび鏡が何をしている道具なのかをはっきりさせます。

「小さいものを大きく見る道具」と説明されることが多いのですが、それだと虫めがねと同じになってしまいます。虫めがねは、小さい字や虫の足のように、もともと目に見えているものを見やすくする道具です。けんび鏡がやっているのはそこではありません。メダカのたまごの中で動いている心ぞうも、花粉のとげのような形も、目ではあることすら分からないものです。

つまり、けんび鏡は「見えているものを大きくする」道具ではなく、見えなかったものを、あるかないかの段階から見つける道具です。ここが分かると、観察の目的も変わります。「大きく見えた」で終わらせず、「何が、いくつ、どんな形であったか」まで書けたときに、はじめて記録になります。

倍率は、何の倍率なのか

けんび鏡には、目を当てる接眼(せつがん)レンズと、見るものの近くにある対物(たいぶつ)レンズの2つがあります。倍率は、この2つのかけ算で決まります。

【倍率の計算】  接眼レンズ 10倍 × 対物レンズ 10倍 = 100倍  接眼レンズ 10倍 × 対物レンズ 40倍 = 400倍  接眼レンズ 15倍 × 対物レンズ 40倍 = 600倍

ここで気をつけたいのは、400倍というのは長さが400倍に見えるという意味だ、ということです。面積が400倍ではありません。0.1ミリメートルのものは、400倍にすると40ミリメートル=4センチメートルに見えます。指の先ほどの大きさです。この感覚をもっておくと、「見えているこれは、実際には何ミリくらいか」を逆算できるようになります。

そして、倍率を上げると必ず2つのことが同時に起こります。見える範囲がせまくなることと、暗くなることです。これが、あとで出てくる「低い倍率から始める」という決まりの理由になります。

見るものをのせる ── プレパラートの作り方

けんび鏡は、うすくて光を通すものしか見られません。光を下から当てて、その光が通りぬけたところを見ているからです。だから、見たいものはガラスにはさんで、うすく平らにしてのせます。これをプレパラートといいます。

手順やること理由
①スライドガラスに、見たいものを1つのせるたくさんのせると重なって形が分からない
②水を1てき落とすかわくと形がちぢむ。水があると光も通りやすい
③カバーガラスを、はしから静かに下ろすまっすぐ落とすと空気が入り、あわが黒い丸に見えてしまう
④はみ出た水をろ紙で吸う水がレンズにつくのを防ぐ

③の「はしから下ろす」は、面どうくさく見えて実はいちばん効きます。ピンセットでカバーガラスのはしをスライドガラスにつけ、もう一方をゆっくりたおすように置くと、空気が横へ追い出されていきます。のぞいたときに、まわりが黒くふちどられた丸がたくさん見えたら、それは生き物ではなく空気のあわです。作り直せば消えます。

手順は「明るさ→低い倍率→ピント→高い倍率」

けんび鏡の手順は、丸暗記しようとすると必ず混ざります。次の4段階の順番として覚えます。

【4つの段階】  1. 明るさ … 反しゃ鏡を動かして、視野全体を明るくする  2. 低い倍率… いちばん低い対物レンズにして、目当てのものをさがす  3. ピント … 横から見て近づけ、のぞきながら遠ざけて合わせる  4. 高い倍率… 見たいものを真ん中に動かしてから、倍率を上げる

1の明るさが先なのは、暗いままでは目当てのものがあっても気づけないからです。反しゃ鏡を動かし、のぞいたときに丸い視野が均一に明るくなる向きをさがします。ここで直射日光を反しゃ鏡に当ててはいけません。光が強すぎて目をいためます。窓から入る明るい光を使い、日光そのものは使わない、と覚えます。

2で低い倍率から始めるのは、さきほどの「倍率を上げると見える範囲がせまくなる」という性質があるからです。いきなり400倍にすると、目当てのものがたまたま視野に入っている確率が低く、何も見つからないまま時間が過ぎます。広く見える倍率でまず見つける、というのが順番の意味です。

ピントは「近づけてから、遠ざける」

3のピントには、けんび鏡でいちばん大事な決まりがあります。

まず、横から見ながら調節ねじを回し、対物レンズとプレパラートをぎりぎりまで近づけます。次に、のぞきながら、今度は遠ざける向きにゆっくり回してピントを合わせます。近づける動きを「見ながら」やる、遠ざける動きを「のぞきながら」やる、という組み合わせです。

なぜこの順番なのか。のぞきながら近づけると、ピントが合う位置を通りすぎたことに気づけず、対物レンズがカバーガラスにぶつかります。ガラスは割れ、レンズにも傷がつきます。遠ざけながら合わせれば、行きすぎても何も当たりません。ぶつかる向きの動きだけは、目で見て確かめる——これがこの手順のすべてです。

それでもピントが合わないときは、たいていプレパラートが分あつすぎるか、見たいものが視野の外にあります。倍率を1段下げてやり直すほうが早いことが多いです。

上下左右が、逆になっている

けんび鏡で見える像は、実物と上下も左右も逆になっています。これは知らないと必ずつまずきます。

【動かす向き】  見たいものを → 右へ動かしたい   プレパラートは ← 左へずらす  見たいものを ↑ 上へ動かしたい   プレパラートは ↓ 下へずらす

視野のすみに見つけたものを真ん中へもってこようとして、思ったのと反対に逃げていく、という経験はここから来ています。「逆に動かす」と覚えるより、いちど逆に動いてしまったら、そのままもう一方の向きへ倍もどすと考えたほうが、手が早く慣れます。

倍率を上げるのは、目当てのものを視野の真ん中に置いてからです。すみに置いたまま上げると、せまくなった視野から外れて消えます。

見えたものは、写真ではなく線で記録する

観察したら記録します。けんび鏡のスケッチには、絵の上手さとは別のきまりがあります。

きまりやり方
線でかくかげをつけたり、ぬりつぶしたりしない。細い線1本で形を表す
見えたものだけかく知っている図を思い出してかき足さない
倍率を書く「100倍」など。大きさを他の人が判断できるようにするため
気づきを文で書く「丸い形が2つならんでいた」など、絵の横に言葉で残す

とくに2つめが大切です。教科書で見た花粉の図を思い出しながらかくと、それは自分が観察した記録ではなくなります。ぼんやりしていたならぼんやりしたまま、数がはっきりしないなら「3つか4つ」と書きます。あとで見返したとき、本当に見えたことだけが書いてある記録が、いちばん役に立ちます。

なお、けんび鏡以外の器具(メスシリンダー・電子てんびんなど)の使い方は、6年の「実験器具の使い方」の記事にまとめてあります。

やってはいけない4つ

やってはいけないこと理由
反しゃ鏡に直射日光を当てる光が強すぎて目をいためる
のぞきながら対物レンズを近づける行きすぎに気づけず、ガラスとレンズがこわれる
レンズを服やティッシュでふく細かい傷がつく。専用の紙を使う
片手で持って運ぶ接眼レンズが落ちる。アームと台座を両手で持つ

片づけるときは、いちばん低い倍率にもどしてから、レンズを外して箱にしまいます。次に使う人が、また「低い倍率から」始められるようにするためです。

つまずきやすいところ

①のぞいても真っ白で、何も見えない

明るさは足りているのにピントが合っていない状態です。対物レンズを低い倍率にもどし、横から見て近づけてから、のぞきながらゆっくり遠ざけます。プレパラートに何ものっていない(水だけ)ということも実際によくあるので、いちど外して、うすい色がついているか目で確かめます。

②黒いふちの丸ばかり見える

空気のあわです。生き物ではありません。カバーガラスをはしから静かに下ろすところからやり直します。ふちがくっきり黒くて、まん丸なものは、まず空気だと思って間違いありません。

③倍率を上げたら消えた

見たいものが視野のすみにあったためです。低い倍率にもどし、プレパラートを逆向きに動かして真ん中に置いてから、もう一度上げます。倍率を上げるとピントも少しずれるので、微調節のねじで合わせ直します。

やってみよう

Q1 接眼レンズ10倍、対物レンズ40倍のとき、倍率は何倍?

A 400倍(10 × 40 = 400)。長さが400倍に見えるという意味。

Q2 ピントを合わせるとき、対物レンズを近づける動きはどう見る?

A 横から見ながら。のぞきながら近づけると、ぶつかったことに気づけない。

Q3 見たいものを視野の右へ動かしたい。プレパラートはどちらへずらす?

A 左。上下左右が逆に見えているため。

Q4 倍率を上げる前に、必ずやっておくことは?

A 見たいものを視野の真ん中に動かすこと。すみのままだと視野から外れて消える。

Q5 黒いふちのついたまん丸がたくさん見えた。これは何?

A 空気のあわ。カバーガラスをはしから下ろし、作り直す。

まとめ

おうちの方へ

5年は、目で見えるものを調べる段階から、道具を通してしか分からないものを調べる段階へ移る学年です。ここでうまくいかないお子さんの多くは、手先が不器用なのではなく、手順のひとつひとつが何のためにあるのかが結びついていません。「なぜ低い倍率から始めるのか」「なぜ遠ざけながら合わせるのか」を一度言葉にできると、順番を忘れても自分で組み立て直せるようになります。ご家庭で器具を用意する必要はありません。虫めがねで新聞の字を見て、近づけたり遠ざけたりしながら「いちばんはっきり見える距離がある」ことを体感するだけでも、ピント調節の意味は十分に伝わります。「メダカのたんじょう(5年)」「花のつくりと実(5年)」とあわせて読むと、けんび鏡で何を見つけることになるのかが先に分かり、観察の日の集中がまるで変わります。