第１分野上 実験３ 音の大小や高低と振動との関係を調べよう
２ 観察，実験のねらい
音は物体の振動によって生じ，その振動が空気中を伝わること，音の大小や高低は発音体の振幅や振動数に関係することを見いださせる。
３ 観察，実験の実際
① モノコードやギターなどの弦を１本はじいて，大きい音や小さい音，高い音や低い音を出し，弦の振動の様子を観察する。
② スパイラルとじノートの針金の部分に厚紙を当てて動かし，高い音や低い音を出してみる。
③ オシロスコープやコンピュータを使って，大きい音や小さい音，高い音や低い音の振動波形を観察する。
４ 問題点
(1) 発音体の振動は，その振動数があまりにも大きいため，観察しにくい。オシロスコープやコンピュータを使った音の波形の観察は，発音体の振動を直接観察しているわけではないので，生徒の理解は深まりにくい。
(2) 発音体の振動が空気中を伝わっていることを示す実験の一つに，共鳴音さの実験が取り扱われる場合がある。生徒にとっては自然の不思議さや面白さに触れることのできる実験であるが，その原理について探究する余地が少ない。
５ 観察，実験のポイント，新たに開発した教材教具
(1) 観察，実験のポイント
ア 共鳴や共振は，生徒にとって極めて不思議で，興味・関心をもって探究できる現象である。しかし，実際に音を出している発音体ではその振動を観察したり，規則性を見付けたりすることが難しい。そこで，振り子を使って，振幅や振動数が確認しやすいようにする。
イ 予想が立てやすく，予想に基づいて条件を自由に変えられ，何度でも繰り返し実験できるような教具にする。
ウ 生徒が自作できるような教具にする。
(2) 新たに開発した教材教具
ア 材料
角材（20mm×20mm×600mm），竹ひご，竹ひごが差し込める穴の開いた木球（20～30mm程度）
イ 作り方
① 角材に竹ひごがきつく通る程度の穴をドリルで数か所開ける。
② 開けた穴に竹ひごを通す。
③ 竹ひごの先端に木球を取り付ける（写真１）。
ウ 観察，実験の方法
① 作製した実験道具の角材の部分を手で持ち，自由に揺らしてみる。
② 揺らす速さで揺れる棒が違うことに気付いたら，揺らす速さを段々速くしたり，遅くしたりしながら法則性を見いだす（速く揺らすと短い棒が揺れ，ゆっくり揺らすと長い棒が揺れる＝固有振動数がある）。
③ ２本の棒を同じように振動させるにはどうしたらよいか考え，実験してみる（写真２）。
④ 木球の重さを変えて実験してみる。
この実験道具では，短い方の棒がなかなか揺れない，竹ひごの弾性にむらがあるなどの理由から，倍振動などに気付かせる等の正確な実験は難しいが，生徒は興味・関心をもって実験に取り組む。
このような実験を通して，共鳴音さの現象について考察させると効果的である。
（鹿児島市立桜丘中学校 折田 宗仁）