ふくい科学学園 NPO法人 Fukui Science Education Academy

教材開発

@ 微小ビーズ球を用いる摩擦のない力学実験装置

A 水レンズ顕微鏡

B 塩とかき氷・魔法を 用いる人工雪生成実験装置

C 水プリズム分光器

フォトエンス

ふくい科学学園のスライドショー
 (スタッフの科学写真)

写真コンテスト

・写真教室

写真で捕らえる身近な物理
現象のテキスト


D放射線観察用霧箱

E見るカメラ(像が鮮明で美し   い)


発光ダイオード光センサー  の物理教材への応用
NEW
フォトエンス

「写真でとらえる身近な科学現象」フォトエンス

日常経験する身近な現象の中には、教科書で学ぶようないろいろな科学現象、たとえば、「光の直進」、「光の屈折」、「水面の波」などが、美しく、また面白い形で現れることがしばしばあります。
また、光の性質をうまく使った室内装飾なども見られます。それらを写真でとらえ、教材として実際に授業の中で使うことようになりました。科学的に面白い写真は、芸術的にも価値が高いことが多く、一般の人の趣味として、このような視点で写真撮影することを広めたいと思います。
この種の写真はこれまでの科学写真にくらべると、もっと気楽に撮れる写真であり、これをフォトエンスと名付けます。ふくい科学学園では24年2月に写真コンスト「写真でとらえる身近な科学現象(福井県福祉協議会助成事業)を実施して好評を得ましたが、近い将来、フォトサイエンスのコンテストを開催する予定です。



フォトエンス































ホーム センター の入り口に金属パイプが束にして縛って 置いて あり ます。パイプ の切り 口の集合体は 、 どれも きれいな 正六角形をしていることに驚かされます 。実は 、幾何学的 に正六角形に並 んだ 方が、縛ったヒモ 一周の長さ は一番 短くなります。こ れは 原子 ・分子が並んできる結晶の形の説明に 利用することができます。雪の結晶 はなぜ正六角形か?原子・分子が 結晶 の表面 にあると、結晶の内部にある場合より 、エネルギーが少し 高くなります (結晶内部にある方がより安定)。結晶全体のエネルギーはできるだけ小さく (低く) なるように自然法則 は働きます。その結果、結晶は正六角形となります 。



田植え前のシロカキをした田んぼは、水面にできる波を観察するに恰好の場所です。5月の風が水面にあたり、水面に波が立ち、風の方向に動いていきます。凹凸のある水面に太陽光があたると、光線は水の表面で屈折し、田んぼの泥の表面は、明るく光線が集まる所と、逆に暗くなるところができ、上から眺めると、複雑な動く縞模様となります。この現象は浅い小川でも見かけられます。上の写真で、実際に、太陽光がさしていることは、田んぼの畔に生えている草の影ができていることからわかります。




晴天で、気温がどんどん上がり、近く の山も霞んで います。 道路表面は太陽光を吸収して強く 熱せられ、道路表面付近の温度はかなり高くなっています。一方、道路表面から上方向に離れるにつれて、空気の温度は下がっていきます。 空気の温度が高い場所では空気の密度が小さく、温度の低いところでは空気の密度が 高く なります。 このよう な空気の密度が不均一の空間を光が通過するとき 、光線の 向きは大きく曲げられ、あたかも 水の表面で反射したように なります。 これが 逃げ水の現象です。道路の向こうにある車の反射像がゆらいで見えますが、これは道路が完全な水平面ではないためです。 この写真は車から 数百メートル 離れた位置から望遠レンズで撮影しました。(背景や逃げ水による反射像の鮮明度によってフォトエンスの 評価が変わります。)


次回のふくい科学学園の実験教室では「光の干渉」がテーマです。実際に、子どもたちに
レーザー光線を使って美しい干渉縞を見せますが、子どもたちの頭の中に、干渉縞のイメージを持たせる何かが欲しいと思っていました。今、田んぼは田植えが終わったところで、それが干渉縞のように見えます。この写真の右の畑はそば畑でこれもよく見ると縞のようになっています。写真の中央にはカモ鳥が2羽います。このように、フォトエンスでは、目的とするサイエンスに直接は関係しなくとも、見る人を和ます物が入ると評価の点数が高くなります。





目で 見る 光の直進 :煙箱の中に線香の煙をたちこめて光線 がよく見えるようにしておきます 。 黒い紙に星形の小さな 穴をあけ、それを煙箱 の中に入れ、黒い紙の背後で懐中電灯の豆電球を点灯させます。豆電球から出た光は真っ直ぐ四方に広がり、その内星形の穴を通過した光線の束が面白い突き出た剣のような形を作ります。









輝く キジの羽 :福井市内を流れる九頭竜川
付近はまだきれいな自然がいっぱい残っており、田んぼの畔をキジの雄が トコ トコ トコ歩いていました。10m近くまで近づき望遠レンズで覗きます。キジがクルッと向きを変えた瞬間、太陽光がキジの背中で反射して羽が真っ白に輝きました。これもフォトエンスです。









レーザー光線をブランディーの涙(ブランディーグラス内にできる液滴)にあてると、グラスの後ろに置いたスクリーン上に美しい縞模様が映ります。グラスの中の液滴の形がゆっくり変化するので、縞模様もゆっくり変化します。このような縞模様ができることから、光は波の性質を持つことがわかります。











太陽光線の青の波長の光は大気中の微粒子によって散らされます。青い空は、真っ黒な宇宙を背景に上空で散乱された光によるものです。一方、遠方の山も青く見えます。弱い散乱光が暗い山を背景にして青と感じさせています。このよに何でもない写真でも教材として使えます。