紙コップ光通信
送信部に紙コップ、受信部に光電池を用いた簡易光通信実験について紹介する。この実験装置は、アナログ光通信の要素を含む音と光に関連した応用教材であり、生徒にも簡単に自作できるものである。
１ 実験装置の製作
(1) 反射送信部
a) 振動部
準備：紙コップ １個 アルミ箔ケース １個 カッターナイフ
紙コップの底をカッターナイフで切り取り、アルミ箔ケースをコップの底へ押し入れる。このとき、反射面にしわができないように気をつける。（アルミ箔ケースは弁当の仕切やケーキ用のもので、コップの底とほぼ同じサイズが望ましい。６〜９号で５０枚３００円程度である。）
b) 発光部
準備：超高輝度ＬＥＤ（5000mcd以上） １個 抵抗（50Ω） １個 リチウム乾電池（3.0V） １個
プラスチック（プラ）板（2×18cm程度。定規で代用可能）
光源として太陽光や懐中電灯を用いて実験することもできるので、この場合は発光部は必要ない。図のように、プラ板の端にＬＥＤ・抵抗・リチウム電池を簡易配線し、輪ゴムやテープなどで固定する。
(2) 受信部の製作
準備：光電池（開放電圧が数ボルトあるのが望ましいので、数個の光電池を直列にして用いる）
抵抗（1kΩ） １個 コンデンサー（100μF） １個 リード線 ピンプラグ端子（ラジカセ接続用）
ラグ板 ラジカセ（アンプとスピーカーでもよい）
下図のように各部品をラグ板に配線し、光電池とともに適当な台板に固定する。台板は、光電池を保護すると同時に、裏や、側面からの光の入射を防ぐように工夫する。
２ 実験方法
(1) 受信部をスタンドで固定した後、ラジカセと接続し、ラジカセを録音準備の状態にする。（ポーズボタンを押した後、録音ボタンを押す。）
(2) 紙コップの底で反射した光を光電池に当てながら、糸電話の要領で話すとアルミ箔が振動する。このため反射光は強弱の信号を光電池に伝えることになる。光電池はこの変動信号を電気信号に変換し、これをラジカセが増幅して音声として聞き取ることができる。
(3) 光源を太陽光、懐中電灯などいろいろ変えてやってみる。前記のＬＥＤ付き送信機を製作すれば、教室で気軽に実験できる。
３ 参考
(1) 屋外で実験するときは、受信部の後に大きめのついたてを立てて、反射光が届いている場所を分かりやすくするとよい。
(2) 光源として蛍光灯や交流で点灯した電灯は適さない。室内で実験するときは、６０Ｈｚのノイズが入らないよう消灯する。
(3) ここで紹介した装置では、明瞭な音声とはいかないものの５〜１０ｍ程度ならば十分通信が可能である。
参考文献 村山正之：理科の教育 １１−７４６（１９９０）
