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2017年11月1日 水曜日

福井県高等学校理科クラブ研修会が行われました。

日程:平成29年10月24日(火)12:45~14:15

参加者:丸岡高等学校物理部 3名、羽水高等学校科学部 2名、若狭高等学校科学部 10名

 

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研修Ⅰ オシロスコープを使った光通信の分析

サイエンスラボ 物理・地学実験室

『テレビリモコンから出ているチャンネルの信号はどんな信号なのだろう。』

 物理ではテレビリモコンの送受信に使われている光通信について学習し、リモコンから送られる信号波形をオシロスコープで分析しました。

 リモコンからは赤外線が出ています。赤外線は光の一種です。そこで、リモコンの仕組みを知るモデルとして次のような実験をしました。

【実験詳細】
 信号発信機として発光ダイオードの光を使って、その光に音楽を乗せます。受信機は太陽電池を用いて光通信の原理を確認しました。光っているダイオードを見ても音楽の信号による点滅している様子は無いのに、音楽が伝わる現象は不思議です。

 次におなじ太陽電池を使って、リモコンから出ている赤外線の電気信号を受信しました。オシロスコープを使って電気信号の波形を分析することで、リモコンのボタンによる電気信号の違いを発見する課題に取り組みました。なかなかオシロスコープを使いこなすことは難しかったようです。でも、だんだん慣れてきて新たな発見があったようです。

 

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研修Ⅱ 分光光度計のしくみ

サイエンスラボ 化学実験室

 

 サイエンスラボ化学にある分析装置の1つ、紫外可視分光光度計のしくみを学ぶ研修を行いました。

 光とは特定の範囲にある電磁波で、その波長によって様々な色として見ることができます。また、それらの光を混ぜることで、色を作り出すこともできます。分光光度計はその波長ごとに分けた光を試料に当て、透過する光の波長や量を測定し、物質を特定したり濃度を測定したりすることができる装置です。一見「白」に見える光も、日光のように七色の光が混ざってできた「白」なのか、テレビのように赤・青・緑によって作られた「白」か、数値によって調べたりすることができます。

 今回の研修では、その分光光度計のしくみを理解するため、前半は簡易分光器を用いて色々な光(日光・白熱灯・蛍光灯・ナトリウムランプ・水銀灯)を観察し、何色の光が含まれているかを調べました。後半の時間は紫外可視分光光度計を操作し、試料に透過する光の波長を測定しました。同じように見える液体の色も、どのような波長の光によってできているのか、それにより何の物質が含まれているのか、分析してみてはじめてその違いを知ることができました。

 

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研修Ⅲ デジタルマイクロスコープと走査型電子顕微鏡の見え方の違い

サイエンスラボ 生物実験室

 轟産業の御協力を得て、最新のデジタルマイクロスコープとサイエンスラボの走査型電子顕微鏡を用いた観察画像の比較を行いました。

 デジタルマイクロスコープも走査型電子顕微鏡も、どちらも試料の表面の構造を拡大して観察するものです。研修会では、10円硬貨とツツジの葉の表面をそれぞれの顕微鏡で観察し、見え方の違いを比較しました。その結果、デジタルマイクロスコープは原色で観察できる一方で、一部にピントを合わせると周辺部のピントが合わないのに対し、電子顕微鏡は観察できる画像は白黒ですが、細部にわたって全体にピントが合うことを学びました。顕微鏡は倍率が高ければ性能がいいと思っている高校生がいますが、今回の研修で、2種類の顕微鏡の見えるしくみや、観察する試料と目的に応じて顕微鏡を使い分ける必要があることを学ぶことができました。


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