FRI(第1週)
21:00-21:30

主催:山形大学、エフエム山形
後援:山形県教育委員会

栗山 恭直
(山形大学理学部教授)
大屋 香里
(エフエム山形アナウンサー)
県内の中学生を対象に、最新の科学をわかりやすい実験を通じて紹介! サイエンスマジックを体感することで、科学への関心を高めるきっかけを作っていきます!
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    実験の模様や生徒達の感想をお届けします。
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2017.03.20.Mon

「山大★サイエンスらぼ」東根三中編

2017年2月21日訪問

今回の出演校は、東根市立第三中学校。実験に参加してくれたのは1年生のみなさんです。
実験のテーマは「音は波」。ラジオに相応しい実験じゃないですか~!それではLet’s Challenge(^^♪


実は音は、伝わる時に、波打つように伝わります。ギターや太鼓を鳴らした時に、楽器自体が震えているのを感じたことはありませんか?でもそれを目で見るのはなかなか難しいこと。そこで音を目で見るために栗山先生が用意したのが・・・「オシロスコープ」!感知した音を波形にして画面上に映し出します。1000分の2.5秒の変化を見ることができ、波形の幅や高さによって音の大きさや高さも見ることができる装置です。ラジカセぐらいの大きさなんですが、後ろの生徒も見えるように、波形が出る画面をスクーリーンに映して実験しました。


音の単位はHz(ヘルツ)。1Hzは1秒間に1回の波、400Hzといえば、1秒間に400回の波があるということです。ラジオの周波数はMHz(メガヘルツ)という大きな単位で表しますが、エフエム山形の村山エリアの周波数80.4MHzはつまり、1秒間に8040万回波打って伝わっているということになります。これはつまり、それだけ高音質で広範囲に音が届くということも意味するわけです。

さてこの装置、様々な音域の音も出せるんですが。「モスキート音」って聞いたことありますか?モスキートとは“蚊”のこと。蚊が発している「ブーン」というあの耳障りな羽音、一度は聞いたことがあると思いますが、17KHz(キロヘルツ)というとても高周波数音で、実は、高い音というのは年齢と共に聞こえなくなっていくのです。
この原理を使って、先生たちも巻き込んだ大実験を敢行!オシロスコープから音を出し、徐々に周波数を上げていった時に、どの時点で音が聞こえなくなるか?を調べました。全員挙手をした状態からスタート。聞こえなくなったら手を下げていきます。先生たちは7KHzあたりから徐々に脱落…11、12、13と周波数が上がるにつれて、生徒たちの手も下がり始めます。18KHzまできて、全員の手が下がりました。
この特性を利用して、若い人がたむろしやすいコンビニなどでは店先で若い人にしか聞こえない不快なモスキート音を出していた…なんて話も聞いたことがあります。目には見えませんが、防犯対策にも一役買っているんですね!




ここで突然、栗山先生から「音と光はどちらが早く伝わる?」という質問が。みんな花火や雷などの経験から「光!」と即答。ということで、光と音の伝わる速さの違いを調べる実験では、教室を飛び出して廊下へ移動しました!音に反応して、電球が点いたり消えたりする装置を使って、栗山先生が廊下の端から拍子木を「カン」と叩いた時に、電球の近くにいた場合と、栗山先生の近くにいた場合とで、聞こえる音と、電球が点くタイミングがどのくらい違うかを体感しました。



最後に、音の速さを計ってみよう!!2本のマイクを使って、拍子木からのそれぞれの距離とオシロスコープが映し出した波形が示す秒数から、音の速さを割り出します。マイクとマイクの距離は70cmで、波形の間隔は1000分の2.1秒。速度を求める方程式は、距離を時間で割ればいいから・・・・・計算機とにらめっこすること数分、みんな無事に「333m/秒」と答えを出すことに成功☆それにしても、頭から煙が出ているのが見えるようでした(笑)



今回は目に見えない音をいかに想像するか、想像力を働かせる実験でした。音と光の実験では、1秒で333メートルも進む音ですから、30メートル弱の廊下では、0.(レイコンマ)何秒という、微々たる差ではあったのですが、みんなほんのわずかな違いを、敏感に感じ取っていましたよ^^
授業の最後に栗山先生が「今度から雷が鳴ったら、無意識に秒数を数えだすね」と笑っていましたが、それに続けて「落雷の距離が分かれば、例えばどのくらい逃げればいいかを判断したり、自分の命を守ることにも繋がるかもしれないね。」ともおっしゃっていました。
日常を豊かにしてくれる科学の知識。ぜひ活用してください!



 

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