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家庭でできる高校物理「力学」「波動」「電磁気」の実験
高校教師が教える 物理実験室
山本明利 著
2015年 4月26日発売   B5判  160ページ 定価 \2,484(本体 \2,300)
   ISBN978-4-7775-1891-3 C1042 \2300E
 本書では、高校物理で出てくる「力学」「波動」「電磁気」の話題を、家庭でもできる簡単な実験を通して、楽しく学びます。

 身近な材料で、安全にできる実験を多数収録しており、材料の入手法についても、できる限り解説しています。
■ 主な内容 ■

■力学

【高速現象】

     1 「ハイスピードカメラ」を使う
    ・普及型のハイスピード「デジカメ」で、「ミルク・クラウン」などの高速度現象を撮影する。


【運動】

     2 「電車」の「速度グラフ」
    ・「電車」の「運転台の速度計」をビデオ撮りし、「v-t」グラフを作って「駅間距離」を求める。
     3 ビースピ<<Eqn00_001.gif>>
    ・「フォト・インタラプタ」式の「おもちゃの速度計」でいろいろな「速度」「加速度」を測る。
     4 「ビースピ」を使った「投射装置」
    ・「スチール黒板」に取り付ける「ユニバーサル斜面」と「ビースピ」で「射出速度」を測る(投射装置)。
     5 「放物簾(すだれ)」と「的(まと)当(あ)て」の実験
    ・「発射した球」が、「射出角度」によらず、必ず「放物すだれ」の先端に沿って飛ぶ。
     6 ダイソーの「加速度計」
    ・ダイソーの「傾斜計」を改造して「加速度計」を作り、「乗り物」の「加速度」を測る。


【静力学】

     7 電車の綱引き
    ・「百均」の「おもちゃの電車」に「綱引き」をさせ、「作用反作用」と「力の釣り合い」の違いを説明する。
     8 「スーパーボール」で「ドアストッパー」
    ・大きな「スーパーボール」は「ドアストッパー」になる。丸いのに、転がらない。


【慣性力】

     9 振り回すと「中心」に寄る物体
    ・「水入りペットボトル」に「ビー玉」と「発泡スチロール球」を入れ、「水平回転」させる。
     10 「イスタンブールのお盆」と郭公(かっこう)団子
    ・「コップに入れた水」を運ぶのに、「振り子式のお盆」にすると、揺らしてもこぼれない。


【衝突】

     11 「弾性/非弾性」ハンマー
    ・「木槌」の一方に「スーパーボール」、「他方」に「ハネナイト・ボール」の「半球」を貼り付ける。「手応え」や「痛さ」が異なる。


【回転】 

    12 倒れないコマ
    ・フラつきながら回っていても、最後にスクッと立ち上がって、静止するコマ。
     13 「空中浮揚ゴマ」の自作
    ・「U-CAS」「レビトロン・ゼロ」のような「空中浮揚ゴマ」を自作する。


【圧力】

     14 簡易「真空実験器」
    ・簡単な「真空ポンプ」「真空容器」の自作と、手軽な「真空実験」。
     15 大気圧による「10m水柱実験」
    ・「22m」の「ホース」を「水」で満たし、両端を「バケツの水」に突っ込んで、中央を吊り上げると、「10m以上」に「真空部」が出来る。
     16 落ちない「水」
    ・いわゆる「逆さコップ」の実験から、「逆さ」にしても「水」が落ちない「試験管」へ。
     17 不思議な「水中逆さコップ」
    ・「穴あきコップ」を「逆さ」にして「水中」に沈めると、「泡」は立ち上るが、「コップ」は浮いてこない。
     18 ヘロンの噴水
    ・「動力なし」で「水」が吹き上がる、「ヘロンの噴水」を、「ペットボトル」で作る。


【浮力】

     19 立方体は水平に浮くか
    ・いろいろな「密度」の「立方体」を「水」に浮かべて、「浮かぶ姿勢」を観察する。「水平」には浮かばない。


■波動   

【音】

     20 気柱共鳴の実験
    ・「PC」や「スマホ」を」「音源」にして、簡単にできる「気柱共鳴」の実験。
     21 音波の干渉実験
    ・PC用「外付けスピーカー」で手軽にできる「音波の干渉」の実験。


【光】

     22 魚眼万華鏡
    ・「三枚鏡」の「万華鏡」に「透明ビー玉」を組み合わせる。周囲の何気ない光景が幻想的な世界に。
     23 虹色万華鏡
    ・「三枚鏡」の「万華鏡」に「グレーティング・レプリカ」を組み合わせる。虹色が錯綜する世界へ。
     24 ヤングの実験
    ・「画用紙」と「髪の毛」で簡単にできる「光の干渉実験」(ヤングの実験)。
     25 単スリットの回折
    ・「単スリット」による「レーザー光」の「回折実験」。「連続可変」の「単スリット」を、身近なもので作る。
     26 虹スクリーンと人工虹の観察
    ・「黒ラシャ紙」に「スプレー糊」を噴霧し、「虹ビーズ」を散布して、「虹スクリーン」を作り、「人工虹」を観察する。
     27 CD虹観察器
    ・「CD」に「真上」から「点光源」の光を当てて、同じく「真上」から観察すると、鮮やかな「スペクトル」が観察できる。
     28 虹プロジェクター
    ・「CD」に「円環光源」からの「光」を当てると、「虹の輪」を「壁面」に投影できる。
     29 「ピンホール・ミラー」で「太陽」の観測
    ・百均の「のび~るミラー」を使って、手軽に安全にできる「太陽」の「日周運動」や「日食」の観察。
     30 百均で「凸レンズ」の実験
    ・百均で手に入る程度の道具でも、「凸レンズの性質」を確かめる実験ができる。


■電磁気   

【静電気】

     31 「箔(はく)検電器」を作ろう
    ・「ジャムの空き瓶」で作る「箔(はく)検電器」。
     32 「空飛ぶソーセージ」と「電気クラゲ」
    ・「ペンシル・バルーン」で楽しむ「静電気実験」の数々。
     33 ストロー検電器
    ・紙袋入り「ストロー」でできる、「静電気の正負判別器」。
     34 カチカチ振り子
    ・二つの「空き缶」に「静電気」を与えると、間に吊るした「金属の振り子」が“カチカチ”と「往復運動」をする。
     35 踊る人形(ひとがた)
    ・「ティッシュ・ペーパー」で作った「人形」が「静電気」の力で「立ち上が」って、踊るように動く。
     36 「等電位線」の実験
    ・「黒画用紙」に「電流」を流して、「デジタル・テスター」で「等電位線」を描く。目に見えない電位を、視覚化する。


【電流】

     37 「ペルチエ効果」実験器
    ・「ペルチエ素子」の働きを「肌で実感」する実験。
     38 ペルチエ熱電池
    ・「ペルチエ素子」を使って「温度差発電」を行なう「実験器具」の製作。
     39 「銅箔テープ」で大型回路を作る
    ・「銅箔テープ」を「導線」のように使って、「回路図通りのイメージ」で、「厚紙」や「板」の上に演示用の「大型回路」を作る。
     40 超小型「2線式」デジタル電圧計の活用
    ・「秋月」の「超小型デジタル電圧計」の活用例。
     41 「定電流」抵抗器
    ・「抵抗器」のように手軽に使える「理科実験用」の「定電流装置」の製作。
     42 どのスイッチでも「オン/オフ」できる回路
    ・「建物内の電気配線」にも使われている、「3つ以上のスイッチ」のどれでも「独立にオンオフ」できる回路。
     43 不思議な回路
    ・「直列」の一本道に見えて、「途中の二つのスイッチが独立に動作」するトリック回路。


【電磁誘導】

     44 「自己誘導」体験器
    ・「乾電池1個」で“ビリッ”としびれる「感電実験」。
     45 「電磁ブレーキ」実験器
    ・「一円玉」や「十円玉」を一列に並べた上を小さな「ネオジム磁石」を滑らせると、「運動」に「ブレーキ」がかかる。

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