
上の写真は物理の教科書などでよく見かけるものですが,普通は部屋を真っ暗にして激しく点滅するストロボスコープを当てながら(今どきの言い方をするとクラブみたいなところ?で)写真や動画を撮ります。
でも,上の写真は明るい部屋でスマホのカメラで撮影した動画から切り出したものなのです。先日テレビで米村でんじろう氏がやってたことをマネしただけですが,どうやったのかご説明しましょう。

まず,低周波発振器で60Hzの矩形波を作って,アンプで増幅します。正弦波でもいいかな とも思いますが,後で説明するように矩形波の方が水流のキレが良い感じです。低周波発振器はなんでも大丈夫ですが,僕はたまたま持っていた秋月のファンクションジェネレーター miniDDSを使いました(秋月より高いけど,Amazonでも手に入ります)。

アンプの出力は洋灯フックを取り付けたスピーカーにつなぎます。
大きめのペットボトルで作った水溜めの水をシリコンチューブでスピーカーのところまで導いてスピーカーの60Hzの振動で揺すってやります。
そうすると写真のようにボールペン軸で作ったノズルから切れ切れになった水流が飛び出します。

この水流をBlackmagic Cameraというスマホ用カメラアプリで撮ると,上のように「ストロボ動画」となるのです。
標準のカメラアプリで動画を撮ると,シャッタースピードがゆっくりで1/60秒程度ですから,途切れ途切れになった水滴の画像が流れてしまいますが,Blackmagic Cameraは1/1000秒とか1/2000秒などという速いシャッタースピードにできるのでこれで動画を撮ると静止した水滴を動画として撮影できるのです。もちろんシャッタースピードを速くすると光量が減るのでISOを1000~2000程度に上げる必要があります。
今回 動画を撮ったカメラの設定は,シャッタースピードは1/1000秒,ISOは2000,フレームレートは30fpsとなっています。フレームレートが30fpsなので,発振器の周波数も30Hzで構わないのですが,周波数を1Hzズラしたとき31Hzより61Hzのときのほうが水滴の動きがなめらかで美しいのです。理由はゆっくり考えてみてください :P
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