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物理で実験の授業

今回はいままでの「化学」の実験の様子とは角度を変えて「物理」の実験の様子をお伝えします。
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最近ではあまり見かけなくなりましたが、インテリアグッズとしてグラフファイバーを使ったイルミネーションライトがあります。細いガラス繊維の端にライトを当てると反対側の端が光るアレです。これは全反射という光の性質を利用したもので、ケーブルテレビやインターネット通信で使われている光ファイバーと同じ原理です。ペットボトルに少しだけ濁らせた水を入れ、下の穴から少しずつ出るようにしておきます。水が出ている方向へレーザーポインタで光を沿わせてやると、水の落ちる方へ光は全反射を繰り返し、受け皿の底が緑色に明るくなっています。
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このオレンジの光はナトリウムランプの実験です。トンネルで見られるオレンジ色のライトはこれです。ナトリウムの蒸気に電圧をかけ、オレンジに発色させています。最近ではLEDランプが用いられるようになり、徐々にその数は減ってきています。なぜ、オレンジ色なのか。ナトリウムという元素はオレンジ色の光を好んで吸収し、同じオレンジ色の光を放出するという性質があります。ナトリウムランプの前で、さらにナトリウムを発色させるとどうなるでしょうか。写真はナトリウムランプの前で水酸化ナトリウム水溶液をバーナーで加熱し炎色反応によってオレンジ色を発色させている様子です。写真ではよくわからないのですが、黒い炎を見ることができます。バーナーで加熱されたナトリウムの蒸気はナトリウムランプのオレンジ色を吸収するのですが,放出する時に四方八方へと分散してしまうため、他のところよりもオレンジ色が暗くなってしまうのです。

物理は化学に比べて実験が少ないのですが、このような形で目で見て体験するとより知識として定着していきますね。また、身近なものに用いられていることが分かれば視点も変わっていくと思います。