KGC科学教室【少しだけ深く学んでみよう】

第11回科学教室　「光の秘密を解き明かそう」

光の直進と屈折、反射について実験を行い、三角プリズムを使って、光のスペクトルを壁に投影した後で、虹の映像を見ながら、屈折や反射等を手がかりに虹のでき方について考えました。分光シート万華鏡を工作して観察した後、CD分光器を手作りし、太陽や白熱灯、蛍光灯、赤、青、緑、白色等のスペクトルをCD分光器で観察し確認しました。最後はレーザー光による光の３原色の実験をとおして、ニュートンが見つけた白色光の秘密を解き明かしました。（CD分光器の型紙は京都大学大学院工学研究科北野研究室のホームページからダウンロードさせていただきました。）

第10回科学教室「しゅぽしゅぽ」

《科学の原理原則・イメージを知る楽しさを感じよう》をテーマに、「しゅぽしゅぽ」を実施しました。 講座では、予想を立て、結果を実験で確かめながら、段階を追って、テーマについて楽しく学ぶことができました。

第9回科学教室「よく回るコマをつくろう」

今回は「よく回るコマ」を良いコマとして、いろいろな形をしたコマの重心を求め、心棒をさして回転させる実験をおこないました。トルクと重心について学んだあとは、どんな形をしていても、重心の位置に心棒を通すことができれば、コマになること、重心の位置やコマの形、コマの重さなども「良いコマ」の条件であることを、実験をとおして確認しました。

工作したベンハムのコマは、白色と黒色だけで描いた模様が、コマを回すと、いろいろな色が見えてくる不思議なコマです。このように見える理由については、まだ完全には解明されていません。ニュートンのコマは、第11回科学教室（光の学習）の時にも再度取り上げることにします。

第8回科学教室「床面スレスレを地面効果で飛ぶ物体」

空飛ぶ船(地面効果翼機)☞は「地面効果」（水面では海面効果）で揚力増加と抵抗を減少させて、地表ないし水面から数十センチ〜数メートルほどの高度で航行する物体。自然界でも鳥の翼が地面や水面の近くで性能が高まる☞ことが知られています。 人力のみで空を飛ぶ<鳥人間コンテスト>でも☞機体を海面スレスレで飛行させ、極限まで海面効果を利用し距離を稼いでいます。KGC受講生も地面効果や海面効果の事例、揚力について学んだ後に地面効果を体験してみました。模型は鳥取大学久保研究室（当時）設計の型紙を使用させていただきました。
　参考資料
『新しい離島モビリティの一つになるか？「空飛ぶ船」（海面効果翼船）』 ☞　
『児童を対象とした科学教室用の教材開発〜飛ぶ仕組みを理解するための地面効果翼機の製作』 ☞　

第7回科学教室「偏光板で遊ぼう」

＜偏光板＞は、あるひとつの方向に振動する光の成分だけを通過させるように作られていて、＜偏光板＞をテーマにすることで＜波としての光＞を学ぶことができます。2枚の偏光板の間に透明なプラスチックのスプーンを置くと、虹のような縞模様（しまもよう）が見えることも確認しました。この＜光弾性＞（こうだんせい）と称される現象は、物体のどの部分にどんな力が加わるかを調べる「光弾性試験」として、広く利用されています。
製作した＜偏光板万華鏡＞は、セロハンテープが、光の振動の向きを変える働きがあり、どの程度向きが変わるのかは、光の色、テープの向き、厚みに左右され、偏光板を透過できる光により、部分的に様々な色が見える現象を利用しています。＜ブラックウォール＞は箱の中にある上下の偏光板の向きを90度に変えて、重なり部分が黒い壁のように見えるようにしています。偏光板がテレビやスマートフォンなどの液晶画面など、私たちの身近なところでも使用されていることも確認しました。＜偏光板�U＞では、偏光を感じるミツバチの眼について取り上げます。

第6回科学教室「飛ぶ種と飛び続ける物体」

植物は子孫を残すため、種子を動物にくっつけたり、水や風を使って移動させています。それぞれ「動物散布」、「水散布」、 「風散布」とよばれていますが、全く受け身ではなく、種子は自然の力をうまく利用するために様々な工夫をしています。
　今回 は「風散布」を取り上げて、飛び方と種子のつくりやはたらきがどのように関係しているか、アルソミトラやフタバガキの種子 実物と種子模型を飛ばして飛び方を観察しました。皆さんが確認したように、アルソミトラの種子を手に取りそっと放すと、ゆ っくり落ちていきます。
　研究によれば、「アルソミトラの滑空中の揚力係数は0.35となり、飛行機の巡航中の値にほぼ一致」 （「タネは旅する」中西弘樹著 八坂書房）することから、飛ぶための理想的な形をした種子であることが分かります。
この後＜ 生物模倣＞について紹介し、アルソミトラをヒントにして、飛ぶ物体をデザインし、ScienceToyMakerのWalkalong Glider ☞　 を参考にして実際に飛ばしてみました。（*揚力係数；翼や物体が空気の流れの中でどれだけ効率よく揚力を生み出せるかを表 す指標）

2025年度工作体験講座「ビー玉転がし装置」

「くまもと学びサポート」発案のビー玉転がし装置は、いつの時代でも子どもたちに人気のある工作です。ラッパ型のクルーンという装置でビー玉を転がすと、ビー玉がくるくると渦巻いて中心に向かって落ちていく単純な装置ですが、ゴールに標的を設定することで、各自オリジナルのピタゴラ装置として楽しむことができるからです。
　KGCでは3月に科学教室導入講座として、ビー玉転がし装置を工作しました。「クルーンの中で、ビー玉がすぐに中心に落ちないのはなぜか？」「だんだん内側に向かっていくのはなぜか？」など、工作をとおして＜なぜ＞を引き出す装置でもあります。さらに「スタートからゴールまで、身近にある材料を使って、完走するのにちょうど10秒かかるようにしてみよう」等、遊びの中に時間の要素を加えるだけで、創造性を育てる場にもなります。
　海外では、ビー玉チャレンジ＜Marble Run Challenge＞☞のように、STEM教育の一環として「ビー玉ができるだけ長く転がり続けるコース」を、子どもたちに設計・構築させ、ゆっくりと転がし続けるために、重力、摩擦、抗力を調べさせているところもあります。 （＊「STEM教育」は「Science（科学）、Technology（技術）、Engineering（工学）、Mathematics（数学）」の頭文字を取った造語、これら理工系の知識を統合的に学ぶ教育））

第5回科学教室「坂道を歩く物体」

*今回は「トコトコくん」を製作し、斜面を歩かせました。「トコトコくん」とは、モーターやゴムなどの動力は使わずに、２足歩行によって坂道をトコトコと下りてくる物体のことです。「トコトコくん」を、斜面に置くと、音を立てながら、ゆっくりと下りていきます。そのためには、「トコトコくん」が左右にゆれなければうまくいきません。斜面を歩行して下り続けるためには、絶えず全体が左右にゆれ続け、片足が空中にある間に、前に踏み出すことが必要だからです。うまくいくと「トコトコくん」が斜面を降り続ける間、位置エネルギーが運動エネルギーに変わり、ゆれも小さくならずに降りていきます。

第4回科学教室「手に取って運べる水と動くスライム＞

この世界は全てが何らかの物質によってできていて、化学はこれらの物質の性質や働きを知り化学反応によって、新しい物質を作り出す学問です。今回は身近な化学反応として「手に取って運べる水」と「スライム」にチャレンジしました。「手に取って運べる水」は、アルギン酸ナトリウムと乳酸カルシウムからつくりますが、この実験はダブリュオウホウ＜Ooho＞と称され、食べられる食品技術として知られています。後半はスライムに鉄粉を混ぜて、磁石を近づけ、「動くスライム」に挑戦しました。

第3回科学教室「立方体万華鏡ラビリンス」

立方体華鏡ラビリンスのオリジナルは 1974年ヤマザキミノリ氏により考案された「立方体万華鏡キューモス《CUMOS cubic cosmos scope since 1974》」です。佐賀県立宇宙科学館《ゆめぎんが》は立方体万華鏡の発案者ヤマザキミノリ氏とオリジナル立方体万華鏡を製作されていて、《カラフルな宇宙をイメージしたオリジナル立方体万華鏡》等、毎回素晴らしい作品を展示されています。第３回KGC科学教室では『ゆめぎんが立方体万華鏡』を参考にして工作にチャレンジしました。