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世田谷区中学生講座(世田谷区教育委員会、日本物理学会物理教育委員会)

2019年度 世田谷区中学生講座(新・才能の芽を育てる体験学習:サイエンス・ドリーム)

世田谷区教育委員会主催、日本物理学会協賛の「世田谷区中学生講座(新・才能の芽を育てる体験学習:サイエンス・ド リーム)」では中学生を対象に、物理や科学に対する驚きや楽しさを体感してもらうことを目的として、普段の授業では体験できない実験や 施設の見学などの連続講座を行っております。
昨年同様、1学期終了直後の7月下旬に2回の独立講座とし開催し、また、今年度は対象生徒を区立中学校生徒から区内在住の中学生に広げました。 今回も大学1年生が実験授業で使用する設備をそのまま利用して、光に関係する以下の2テーマを取り上げました。

お問合せ先 : 世田谷区教育委員会事務局 生涯学習・地域・学校連携課 
TEL : 03-5432-2739

新・才能の芽を育てる体験学習「サイエンス・ドリーム」(全2回)

会場
日時

テーマ
国立大学法人 電気通信大学

日時 7月23日(火)・24日(水) 13:30-16:30
テーマ1 「光を分けてみましょう」
   2 「光の速さを測ってみよう」

両日とも2テーマを開催し、定員は各10名

光を分けてみましょう」(参加者数:23日(火)10名、24日(水)6名)

回折格子を用いて、水素のスペクトル線を観測し、その回折角から波長を求めました。ピント調節やスリット幅変更のネジなど、たくさんの固定・解除用のネジの操作を駆使する分光器の扱いは、多くの参加生徒にとって初めてで、大変でしたが、良い経験になったようです。回折角を求める際に、大学で使用している分光器には「副尺」がついていますが、この読取は中学生には難しかったようで、2日目は副尺のゼロのメモリのみ使用して回折角を読み取ることにしました。回折角から波長を求めるためには、三角関数の値を知る必要がありますが、まだ学習していません。そこで、あらかじめサイン関数をプロットしたグラフを用意し、そこから読み取ることにしました。この作業も、多くの生徒が初めてだったようです。最後に、観測した紫・青・赤色の波長が、バルマー系列の式から計算できることも学びました。

実験の様子1  実験の様子2


実験の様子3 実験の様子4

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光の速さを測ってみよう」(参加者数:23日(火)10名、24日(水)8名)

この実験は2名でペアを作って実験を行ないました。そこでペア同士、簡単な自己紹介をしてからはじめました。前半の14時30分までに、赤色のレーザー光を3メートル先のプリズムで反射させ、レーザー光源の隣にある光検出器にあてるところまでを行いました。光が検出器にうまくあたると、オシロスコープ上で電圧値が高くなることが確認できました。

後半の実験では、光源から約60センチメートルの位置に半透明鏡を入れて短い距離をすすむ光も、検出器に入れるようにしました。距離の異なる2通りの通り道を通った光パルスが、オシロスコープ上で2個にみえることを確認しました。プリズムや鏡の調整がとても難しかったのですが、なんとか距離の差と時間差から光速の値を導くところまで終了時間の直前には達することができました。

実験の様子1.JPG  実験の様子2

実験の様子3  実験の様子4

両日とも休憩時間に、「液体窒素に触れてみよう」(第1回)、「大学の図書館見学」(第2回)を企画しました。 液体窒素に直接触れ、やけどや窒息の危険がある液体窒素も、の性質を理解しながら使用すれば安全で、また有用であることの説明がありました。図書館見学では、図書館スタッフから蔵書数や施設の説明があり、昔は静粛にしていなければならなかった図書館にも、学生同士が声を出して議論できる「アクティブラーニング空間」が用意されていました。自由にパソコンを使いながら大学生が勉強する様子を見学しました。