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音の実験 

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こんにちは、皆さん。       おもしろ!ふしぎ?実験隊です。

音の実験時の動画をアップします。
まずは、モノコード。
これは、ハカセこと、芳賀和夫先生のサイエンスキッズで工作させていただきました。
ハカセオリジナルということではないと思います。どなたかのサイトを参考にしてらっしゃると思います。
最初は、ハカセと工作したモノコードです。
弦の長さを変えると、ドレミファソラシドと奏でてくれています。
うしろに、PCで波長をグラフで表しているのですが、これは、ご参考という感じで
おいているので、余り正確なものとは思わないでください。
で、そのあと、自作モノコードをはじいています。
これは、お友達に演示したときに、
ハカセのモノコードで、弦が長い場合と短い場合で、音の高低に違いがあるでしょう
という演示をやるのですが、いまいち伝わりにくいかな?と思ったので
自作したものです。
弦は、杭に沿ってこの字になっているので、テンション(張り)は同じです。
これを考える前は、
長さの違う弦を2本作って、それで高さが違うでしょう!としようと思っていたのですが、
それでは、それぞれの弦の張りは、同じとは言えないので、
正確な演示とはならないと思いました。
だから、コの字にして、同じテンションで、かつ、長さが違う弦を作ってみたのです。
いかがでしょうか~。

ちなみに、後ろの黒い箱につけると、音は大きくなります。
ギターやチェロの本体のような働きです。音が豊かになりますね。
箱は、ちょっとギターっぽい絵が書いてありますが、ダイソンです。
硬くてしっかりして深さもあっていいです。
穴をあけて、音が広がるようにしています。

ちなみに、軍曹さん的には、こんな感じで演奏しています。(^^)v
35050060_1690173524436614_7930042145761656832_n.jpg
失敗した2本での演示はこんなイメージです。
35067514_1689424904511476_2685625492362493952_n.jpg
ハカセのモノコードは、こんな感じ
DSC_1672[11590].JPG
次は、音の高低は、何が関係しているのか?ということを説明するための
演示です。
音の高低は、振動数の違いで起こります。
振動数が多いほど、高い音になります。
で、電動ドリルを使います。
この電動ドリルは、無段変速(ゆっくりから高速回転)が、レバーの引き方
で調整できます。
電動ドリルは、意外とお高いのですが、ホームセンター(ホーマック)
の、オリジナル製品で、2000円台で購入できました。
これを、メガホンに当てて、回転速度を上げながら(振動数を大きくしながら)
音を出しています。
うしろのタブレットに最初の動画と同じく、グラフが出ているのですが、
これは、本当に、いまいち、音階っぽく拾っていませんよね。
でも、なんとなく、最初の方で、ドレミ~。。。くらいは、聞こえるような気がします。
これっていわゆる「パーティー効果」なのかな?
沢山の雑音の中でも、ドレミって聞こえるよと思って聞くと、
そう聞こえているような気がしませんか?
ってことを最初に思ってから!
動画見てくださいね~。!(^^)!

こんにちは、皆さん。       おもしろ!ふしぎ?実験隊です。

11月10・11日に、つくば市のカピオで、つくばサイエンスコラボが行われます。
つくば市で行われる、科学の祭典って感じですね。
小学校・中学校・高校・研究所さん・企業さんが一斉に出展されて、
子供も大人も、科学に浸れる楽しいイベントです。

実験隊は、一昨年までに2回出展さんせていただき、昨年度は、お休みしましたが、
本年度は、出店しようと思っていますよ!
カピオ内部ではなくて、お外のテントですが...
大人と子供の科学ボランティアも募集しています!
アイラブつくばのご支援をいただき、
大人には、謝金・子供には、謝礼があるので、
ぜひぜひ!遊びに来てくださいね。
皆さん、謝金や謝礼が目当てっていうより、楽しいので、参加してくださっているって感じです。
これは、また別途お知らせします。
ちなみに一昨年度の様子(やったこと)は、こんな感じです。
本年度は、レジンクラフトを行い、プラスチックについて、解説できたらなと思っています。
また、化学と地学の融合ということで、
レジンと地層の剥ぎ取りを融合させた工作を考えています。
今日は、その工作の試行段階ですが、お知らせしますね。
良いアイデアやこうしたほうがいいのでは?ということがあれば、
お知らせくださいね!
まずは、シリコーンモールドに、レジンを入れて形作ります。
レジンクラフトなら、もっとデコレーションしたり、工夫するでしょうが、
今回は、レジンがどうして、硬化するかとか、そういったことを説明しようと思っています。
こちらの感じ
下記のように、ぷーどるちゃん!
DSCN0163.JPG
上記画像の左下のプードルちゃんは、少しピンクに色づいていると思いますが、
それは、温度で色が変わる赤い色粉が入っているからです。
もともと、液体のときは、赤です。それが紫外線を当てると、化学変化を起こし
その熱で、白(透明)になります。
出来上がったばっかりは、白っぽいですが、冷めてくると、ピンクから赤くなります。
色の話は、上記リンク先にも書いていますよ。
で、紫外線ライトに当てている間に、上記画像右下のような模様(好きにしてよい)
を、クリアホルダーに描きます。油性マジック、マッキーです。

で、出来上がったプードルちゃんのつるつるしたほうに、
レジンを再び塗り、その上に、先のマジックで書いたものをペッタンと乗っけて、

DSCN0165.JPG
また、紫外線ライトを当てます。
できたら、剥がすと、
下画像右のように、クリアファイルに書いていたものが、写し取られます。
DSCN0167.JPG
時間がたって、赤くなったのが画像した右。
DSCN0168.JPG
左半分だけ手で触って温めたら、画像した右のようになります。
この顔料は、31度くらいの温度で変化が起こり始めると書いてありました。
DSCN0171.JPG
模様を描いたものを貼って、はぎ取って、転写させるというのは、
地層の剥ぎ取りの方法の説明に使われるのではないかな?と思っています。
これから、勉強しますね。
それと、化石作りもどきもできるんじゃないかな?と思っています。

もっともっと簡単に、すると、こんなこともできますよ。
クリアファイルに、絵を描いて、もう一つのクリアファイルにレジン液を乗っけます。
DSCN0151.JPG
それを、ぺったんことあわせます。
DSCN0152.JPG
そのまま、紫外線ライトを当て、剥がします。
下画像右は、上にのっけていた方。
左は、まだ、乗っかってますが、この後、剥がします。
DSCN0154.JPG
自分で描いた絵がはぎ取られて、うっすい、プラスチックのシートができます。
DSCN0155-1.jpg
これは、とってもお手軽です。
いまいちびっくり感はないですけどね~。
赤くなっているのは、温度で、変化が起こっています。
手のひらに置いとくと、色が変わっていいなって感じです。

今回のプードルちゃんは、もっともっとバージョンアップさせなければと思っています。
ぜひ、楽しみにしていてくださいね!
DSCN0143.JPG
ちなみに、上記の画像のものも、剥ぎ取りで作っています!
では~。

音のぶるぶるを見て見よう!

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こんにちはみなさん。   おもしろ!ふしぎ?実験隊です。

2018年5月21日いつもの東児童館で、音の実験教室を行ってきたので、
そのご報告です。

音の実験は、2014年に行っているので、流れは、ほぼ下記のとおりですので、
カッツアイ(割愛)しますね。
今回は、工作は変えたので、そのあたりを書いていきます。
まず、作ったのは、こんなものです。
IMG_2973 - コピー.jpg
音の実験でよくある、ダンシングスネークに似せています。
一般的なダンシングスネークは、紙コップに、筒状に丸めたモノを差し込んで、コップ
の底に置いたスネーク状のモールをくるくる動かすものです。

筒に口を付けて、高い音を出すと、スネークは早く回り、
低い音を出すとスネークは、ゆっくり回ります。
とっても面白い工作ですね。

で、今回作ったのは、こんな感じで動きます。
大きな音がするので、ボリュームは下げていた方がいいかも。
今回は、筒の代わりに、プラスチックのリードがついた笛を入れています。
DSC_1624.JPG
だから、リードの音(振動)が効いてしまい、音の高低では、回転速度はあまり
変化しません。
大きな音を出すと、よく回るってことを感じてもらうことになります。
ちょっと残念なんですね~。そのあたりは、

だからってわけではないですが、
間に、透明なプラスチック容器に入れた発泡球をかませました。
DSC_1625.JPG
音が鳴ると、発泡球がポンポンはずみます。
うまく取り付けると、真ん中部分が跳ねやすいというのも、感じられるかもしれません。

身近にあったものを使って準備したので、このほかのものでも、大丈夫だと思います。
いろいろ試してみてください。

今回の道具で作ったときに、注意することを書いておきますね。

・発泡球を入れる透明プラスチック容器は、静電気の影響を受けにくいモノ
がいいです。
・今回は、てっぺんに、紙コップの底をカットしたものを置きました。
まあ、ちょうどよい感じだったのですが、底の反り具合が山なりだと、
モールは、回転しずらいように思います。
市が画像左のものも準備してみたのですが、そっているので、モールの動きが
悪かったです。
DSC_1627.JPG
・てっぺんの紙コップの底がなくって、プラスチック容器そのままでも、よいのではと
思いましたが、プラスチック容器は滑りが良すぎて、モールの回転が良くなかった
です。
・茶色い紙コップは、よく売ってある、紙コップ(205mLやそれよりもう少し小さいモノ)
より、もっと小さくて、硬いものです。
その方が、お友達には、扱いやすいかな?湿気にも強いです。
・画像では、コップの側面に四角い穴が見えると思いますが、これは、空気穴です。
これがないと吹き込んだ空気が逃げるところがないので。開けました。
茶色い紙コップの底を抜けば、上記の空気穴の代わりになりそうですが、
それだと、振動が小さくなるように思い、
底は付けたままにしています。
・上記とも、関係あるのですが、今回の茶色い紙コップを上下逆にすると、
作業が楽になったり、しそうですが、プラスチック容器はが装着される
部分は、広がっている飲み口の方(画像下右)が、振動が大きくプラスチックの方に
伝わると思いました。すぼまった方(画像下左)では、動きが悪かったです。
15270760636241004074041.jpg
画像上左は、組み立ててはいますが、良くなかったってことです。
・同様に、もし、紙コップの底に、プラスチック容器を装着したとしたら、
振動の伝わりがいまいちでした。ダイレクトに、振動が伝わった方がいいですね。
・それと、今回の工作物は、小さいです。
通常の紙コップを使ったダンシングスネークだと
あまりモールのことを考えないでいいのかもしれませんが。。。
ちょっとモールのことを書きますね。

モールには、毛羽(けば)?があるので、回転します。
毛羽には、方向があると思います。
だから、今回は、6㎝にカットし、鉛筆にふたまき(二巻)ほどしています。
置いてみて、回転させてみるとわかるのですが、よく回転する面と
そうでもない面があります。
実際にお友達に、やってもらって、確認してもらうといいと思います。
こういった工作では、うまく回らないと、どうしようもない状態になること
がおうおうにしてあります。
「KUBOさん!まわんない~。」ってみんなが一斉に言い出す。w
今回は、
まず最初に、巻いてペッタンこになったような状態で、置いてみて
動く面と動かない面を確認してもらい、そのあと、蛇のような形にする
という流れにしたら、
全員うまくいきました。全く問題はなかったのではと思います。

今回は、リードがついたプラスチックの笛を使ったので、
振動の伝わりが良かったです。
紙筒を使ってないので、湿気たり、
大きな声を出して、酸欠状態wになることもなく、よかったように思います。
ただ、声の高さ低さによって、回転速度が違うというのが、表現できないのが
残念なのですが・・・
高学年の場合、笛を取って、そこに筒を装着させてもいいので、
余裕がある場合は、そういったこともいいのではと思います。
ちなみに、笛は、めっちゃお安いですよ。
興味がある方は、コメントくださいね。お知らせしますよ。

こんにちはみなさん。        おもしろ!ふしぎ?実験隊です。
いつもの東児童館で、高分子吸水体の実験を行ってきたので、アップします。
以前も行ったことがあるので、演示などは、こちらとほぼ同じです。
今回は、工作をちょっと変えたので、そこを書いていきますね。
これは、実験隊のFBページ
で、ずっとアップしていたので、そのご報告でもあります。
お友達が作ったのは、小さなものなのです。
IMG_2305.JPG

今回は、普通バージョンを試行錯誤したので、
そのあたりをアップしますね。
大事なところには、★を入れています。
最初にFBページの方にアップした動画はこちらです。
音が出ます。
なかなか、面白いでしょう。
で、何を使っているかというと、
先のリンクをご覧の方はお分かりだと思うのですが、
高分子吸水体の透明なものを水に入れています。
高分子吸水体はほとんどが水なので、水に入れたら、見えにくくなります。
そこに、油絵の具の青色をオイルで溶いたものを入れています。
オイルは、水より軽いので、上にうにょうにょ上っていきます。
最初、油絵の具が水や高分子吸水体の方に溶け出ていかないかな?と思ったのですが、
油絵の具は、どちらかというと、オイルとなかよしなので、溶け出ることはないでしょう!
と思い、うまくいくと思っていました。
でも、4・5日すると、下記画像右のように、濁ってきました。
ありゃ~!と残念!な感じです。
DSCN0125.JPG
でも、上の画像の左の方は、濁った感じが少しましなような気がしませんか?
実は、この2つ、オイルが違うのですよね。
右の濁っている方は、ベビーオイル(ダイソー)、
左は、ペトロール(500mL1,560円モノタロウ、別名テレピン油ともいう)というもの。
このペトロールは、オイル以外の混じりけが少ないようです。臭いもほとんどない。
ただしテレピン油の中には、混じりけのあるものもあるようです。

ベビーオイルの方は、オイル以外のものも入っているようです。
といっても、オイルと
相性がいいはずなので、余り濁らないと思ったのですが。
だから、まとめると
★油絵の具を溶かすには、混じりけのないオイルが良い

次に、
下記の画像、右以外は、すべて、混じりけの少ないペトロールなのですが、
なんとなくですが、
青の油絵の具(顔料)が 濁りやすい気がします。
DSCN0126.JPG
顔料は、こんなものが使われています。
DSC_1534.JPG
図解雑学よくわかる色彩の科学 永田泰弘・三ツ塚由紀子著より
構造式などわかるので、それから判断できるかもしれないけど、
★顔料の種類によって、混じる(浸潤)して行き方が違うかもしれません。
で、
一つ考えたのが、最初から、水と油絵の具をオイルで溶かした溶液を作っておいて、
ある程度平衡状態になってから、
そこに、高分子吸水体の粒を入れて、膨らませたらいいのではないかと。
やってみたのですが、いまいちご報告するほどの「よさ」はなかったので、ここは、
割愛。
後、画像はないのですが、
★温度によって、浸潤の度合いが違う
ようで、
できたら、常に同じ状態において置いた方が、いいように思います。
朝寒いときには、透明度が高かったのだけど、お昼暖かくなると、濁ってきた
と感じることもありました。
それと、今回は、
★ガラス容器を使っています。
ガラス容器は、顔料によって、色がつきにくいからです。
それと、
★容器をきれいにしようと、洗剤で洗ってはいけません。
洗剤には、界面活性剤が入っていて、オイルは、小さな粒になってしまいます。
下記の画像縦のものは、大丈夫ですが、
横になっている試験管は、洗剤で洗ったために、粒々になっています。
DSCN0100.JPG
アップしたのがこちら
DSCN0101.JPG
何度も水ですすいでも、ダメでした。
それと、下記も、容器の壁に顔料?がへばりついてますよね。
DSCN0098.JPG
これは、おそらく、最初からの汚れ?容器の表面の状態が悪いのでしょう。
薄いアルカリ水に付けたりしたらよいのかもしれませんが、ちょっと面倒ですね。
★容器によっては、壁に色がついてしまう状態のものがあるかもしれない
ということで、
最初の青いうにょうにょができたときのものすごい、喜びがなんとなく、
しぼんできてしまいました。

ただ、少しぐらい、濁ってもいいよ。という方なら、やってみるのは、ありだと思います。

で、ちょっと考えたのがこちら。

どうですか?

濁ってないし、ちょっとは、いい感じ?しませんか?

この黄色いのは、黄色い油絵の具ではなく、
オリーブオイルです。
これだと、顔料を含んでいないので、ガラス容器にする必要はありません。

プラスチックでもいいのですが、下記の画像ちょっと違いがあるのわかりますか?
DSCN0102.JPG
左は、ガラス容器。右は、プラスチック(ポリスチレン)
左のガラスの方が透明度が高いです。
プラスチックだったら、アクリルくらいがいいのでしょうね。
でも、まあ、使えないわけではありません。
動画と同じものですが、
右がポリスチレン容器入り
真ん中が、ガラス容器に、4日くらい入れたもの
左は、ガラス容器に、入れたばかりのもの。
DSCN0127.JPG
真ん中は、少し色が穏やか?になって、いますが、高分子吸水体に浸潤して
はいません。水の方にも、わかるほどは、混ざっていません。
ってことで、
青や緑や赤い色がうにょうにょする、面白さは再現できないけど、
それを知らなきゃ、
オリーブオイルでも、行けそうです!
本当は、この工作は、大人向けに考えたので、大人の人にしたら、オリーブオイルと
初めからわかると、いまいちかな~。という気もないではないのですが...
工作の準備をしながら、このガラス容器は、汚れがないかな?
この顔料は、濁らないかな?と不安に思うよりは、
オリーブオイルでやった方が、すっきりできそうな気がしてきました。

おまけ!
この工作を考えたのは、ダイソーで、これを見たからです。
DSCN0096.JPG
オイルモーションというおもちゃ。
一つ200円です。
左のものは、横から見ると2層に分かれています。
DSCN0124.JPG
色づいている方が、水で、透明な方が、オイルです。

右のものは、オイルモーションと書いてあるけど、
水と砂を使っていると書いてあります。
でも、砂というのは、?な気がします。
水に浮く、プラスチック、低密度ポリエチレンで、代用できるんじゃないかな?
と思って、アイロンビーズ
DSCN0105.JPG
を、平たく伸ばして、チーズをおろす金属のモノ
(大根おろしのようなもの)を使って、粉にして、やったら、水に浮かんで
これまでの容器に入れて、逆さにしたら、上に浮きがってきて、
出来はしたのですが、いまいちだったし、手間もかかったので、
これもアップはしません。すみません。
上の100円ショップのものは、逆さ砂時計のように、上に上がっていくので、それだと
面白いですね。

で、今回の高分子吸水体は、粒のものをネットで購入したのですが、100円ショップでも、
購入できます。
よくある下記の画像上のものは、消臭剤のビーズです。
ただ、これは、消臭効果のある薬品が入っているので、その成分が影響するので
いまいちです。
保冷用のジェルは、混じりけがないので、いいのではないかと思っています。
DSCN0106.JPG
長々、はっきりすっきりしないことを書きましたが...
そもそも、高分子吸水体が、どうして、水を保持できるかを書いたので、
下記において置きますね。
高吸水性ポリマーのことを今回は、ビーズとしています。
~~~~~~~~~~~~~~~~
では、このビーズは水風船のように、膜で水を保持しているのでしょうか?
実は、そうではありません。
高吸水性ポリマーの分子は、吸水前は長い高分子のひもが糸マリのように
丸まって小さくなった構造をしています。
図○は、代表的な高吸水性ポリマーであるポリアクリル酸ナトリウが吸水した
様子を簡単に示したものです。
高吸水性ポリマーは.png
①ポリアクリル酸ナトリウムに水が入り込むと
②COO-とNa+のイオンに分かれ
③Na+の一部は、外の水に出ていくのですが、COO-は分子にくっついて
いるので出て行けず、全体としてマイナスイオンが多くなり
④そのマイナスイオンの反発で、ポリアクリル酸ナトリウムは膨れていきます。
⑤そうすると、さらにそこに水が入ってこれるようになり、さらに膨れるのです。
 高吸水性ポリマーはその性質を利用して・・・・
と続きます。
~~~~~~~~~~~~~~
高校生でイオンとか習ってはいたのですが、おお~。こんなところで理解につな
がったって感じです。

わかりにくいことがあると思います。
コメントくださいね~。



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