高大融合による理数科高校教員の養成

オープン・サイエンス・ラボ

平成18年12月1日に理科2号棟2階にオープン・サイエンス・ラボを設置以来、実験機材を順次搬入し、教育研究員を中心に実験機器の保守・管理、実験メニューの開発や実験用マニュアルの作成を行ってきました。平成19年7月13日には開所式を行い、協力校への開放も開始しています。

    

デジタル分光計による実験
「光の分散」に関する実験です。光の分散とは、白色光がプリズムを通過する際、赤、黄、青など、素になっている光の成分に分かれる現象です。この現象は色によって屈折率が異なるために起こります。本実験では光の分散を観察でき、発展的な内容として分散された光の屈折率がいくらであるかも測定できます。また、回折格子を用いることにより、光の回折現象の観察や回折現象を利用した光の波長の測定も行えます。

  

マイケルソンの干渉計による実験
「波の干渉」に関する実験です。干渉現象とは、2つの波が重なり合ったとき、お互いを打ち消したり、増幅したりする現象です。本実験では、マイケルソンの手法に基づいて光の干渉について観察できます。また干渉条件の式より、光の波長を測定できます。光も干渉を示すことから、光の波動性を理解できます。

  

光の速度測定実験
「光の速さ」に関する実験です。光は瞬間的に伝わりますが、測定により有限であることが認められます。本実験では、フーコーの手法に基づき光の速度を測定します。身の回りに満ちている光は、ものすごい速さで伝わっていることがわかります。

  

キャベンディッシュの万有引力定数測定実験
「万有引力の法則」に関する実験です。万有引力の法則とは、すべての物体の間には引力が働き、その力は2つの物体の質量の積に比例し、距離の2乗に反比例するというものです。本実験は、キャベンディッシュの手法に基づいて万有引力の法則における比例定数(万有引力定数)を求めます。精密な実験であり、慎重さと根気強さが必要です。

  

電子ビーム偏向管による実験
「電子」に関する実験です。電子ビームの実験は電子の存在を確認することになった実験でした。当時、放電管の空気を薄くしていくと、負極から正極に向かって得体の知れない何かが放射されました。これは電気や磁石に反応し、負の電荷を持つ粒子が放射されている現象であることとわかりました。この粒子こそが電子と呼ばれるようになったものなのです。本実験では電子ビームが電場や磁場から力を受けることを観察でき、また電場や磁場を制御することにより、電子の質量と電荷の比を計算により求めることができます。

  

静電気現象のいろいろ実験
「静電気」に関する様々な現象について実験を通して学びます。オープン・サイエンス・ラボには静電気を発生させる「バン・デ・グラーフ起電機」や発生した静電気を集める「ライデンびん」のほかいろいろな実験器具を揃えています。それらの器具を用いて電気には正と負があるという基本的なことから、迫力のある放電現象など興味に応じて様々な実験を行うことができます。

  

電磁現象の実験
「電磁現象」に関する実験です。主に電磁誘導を利用した実験を行います。私達の身近なもので電磁誘導を利用したものとして変圧器があります。変圧器とは交流の電圧を簡単に変化させることができる装置です。実験では変圧器を実際に組み立て電圧の変化を確認でき,電磁誘導を利用したその原理を学ぶことができます。また、トムソンリングの実験は電磁誘導を応用した実験です。鉄の棒にまいたコイルに交流の電気を流すとN極とS極が瞬間的に入れ替わり続ける電磁石ができます。そのとき電磁誘導により鉄芯を囲むリングには、電磁石のN極とS極に反発する極を持つ磁界が生じ、反発によってリングが飛び上がることが確認できます。

  

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