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【火を起こせる1番最小の虫眼鏡、ルーペ、凸レンズを探しています】

どのくらいの倍率の凸レンズで太陽の日光を通して枯れ木に火を付けることが出来るのでしょう?

大きい虫眼鏡ほど火が付きやすいのでしょうか?

小さい虫眼鏡でも火が起こせるのか起こせる1番小さい虫眼鏡、ルーペ、凸レンズを教えてください。

大きさは関係がなく凸レンズの倍率が高いほど火が付きやすいのでしょうか?

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A 回答 (3件)

直接的な回答ではないので期待しないで読んでください。



太陽光を集めて~の話で少し不思議な感じがするのが、どれだけ太陽光を集めても太陽表面温度以上の温度にならないって話です。これは、熱いお湯を水と(混ざらないように)接しても、水が熱いお湯の温度以上の温度にならない、というのと同じです。では大量に太陽光を集めると、その分熱くなるような気がするのは何か、というと、太陽表面温度と同じ温度になる時間が短くなる、ということです。
これを逆に考えると、太陽光を集めなくても太陽表面温度と同じ温度になるのかということになるのですが、実際にはなっていません(私たちは蒸発したりはしていませんw)。つまり太陽光を集めなければ、温まる前に自然に冷めてしまう程度にしか温まらないってことですね。
この、自然に冷める分がどのくらいかってことは、黒体放射ではなく周りの空気が熱を持っていっているのだろうと思われますが、なかなか計算などをしようとするのは面倒ではないかと思います。

さて経験的に言えば、手のひらサイズの虫メガネで紙などに火をつけることが可能ですので、後は実験的に4~5種類程度の大きさのもので試してみれば、おおよそどの程度が最小になるのか分かるのではないかと思います。(火がつくまでの時間を計測し、レンズの面積とのグラフにしてみると良さそうな気がしますが・・)
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この回答へのお礼

みなさん回答ありがとうございます

試すお金がありません

お礼日時:2016/09/13 19:56

火をおこす。

は、加熱と放熱のバランスが過熱側に傾き、対象物の発火点を越えるのと同意ですので、エネルギー密度が高いほうが有利です。レンズの面積が大きいほど集光点のエネルギー密度が高くなるので火がおき易いです。
倍率は、集光点からレンズまでの距離に関係しますが、火の起こしやすさとは直接関係しにくいです。

最小の大きさについては、加熱する対象物の放熱条件によるので、一概には言えないです。
例えば、集光点付近が放熱しにくいように小さな透明なケースに紙を入れて外気温と遮断し、その紙に集光点もってくれば小さなレンズでも発火すると思います。
実例で、夏場に窓を閉め切った車で、窓ガラスに貼り付ける透明な吸着板が太陽光を収斂(しゅうれん)して火災が起きたなんて話もありますが、吸着板は形が不均一ですのでレンズ代わりになった面積は、せいぜい数c㎡位でレンズとしては小さいと思いますが、夏場の締め切った車内の室温度が上がり収斂して過熱した部分が放熱されにくくなって発火したことが伺えます。
ですので、発火が目的でしたら、なるべく放熱させずに光を当てる方法も考慮するといいと思います。
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熱量はレンズの面積に比例すると思いますので、大きいレンズのほうが発火しやすいと思います。


太陽の光の強さによりますが、真夏の真昼に、直径4cm以下のレンズで、黒い紙に火が付きました。
枯葉は焦げて穴が開きましたが、着火はしませんでした。
焦点距離(倍率)はそこまで関係ないと思いますが、適度な長さ(5cm~10cmくらい)であったほうが焦点を一点に合わせやすいと思います。
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