１　研究に取り組んだ観察，実験

　　　　１分野上　音の大小や高低と物体の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，その振動が空気中等を伝わること及び音の大小や高低は，発音体の振動の振幅と振動数に関係することをとらえさせる。

３　観察，実験の実際と問題点

(1) 観察，実験の実際

�@　ワイングラスに水を入れ，縁をぬらした指先でこすると，音が出て水面に波紋ができる様子を観察する。

�A　真空鈴を用いて真空にしていくと，音が聞こえなくなっていく様子を観察させる。

�B　音叉を２つ並べて，一方の音叉をたたいたときの様子を観察する。

�C　音を出している音叉を水面に軽くふれさせると，水面を波が広がっていくことを観察させる。

�D　自分の喉を触り，空気を出したときと声を出したときの振動の違いを観察させる。

�E　モノコードやギターなどの弦をはじいて大きい・小さい，高い・低い音を出したときの弦の振動の様子を観察する。

�F　スパイラルとじノートの針金に当てた厚紙を動かす速さを変えたときの音の高低を観察する。

�G　オシロスコープを用い，音の大小・高低と音の波形の関係を調べる。

(2) 問題点

�@　(1)の�@〜�Dによって，音が出ているときには物体が振動していること，空気などの媒体がないと振動が伝わらないこと，空気中などを波(波動)として伝わることは理解できるようである。

�A　大きい音，小さい音の振動の様子は観察しやすいが，高い音，低い音の振動の様子は観察しにくい。

�B　オシロスコープを用いた実験では，マイクを通した音が正弦波となって現れわかりやすいが，機械の中で何が起こっているかわからない

４　観察，実験のポイント，開発した教材教具

(1) 観察，実験のポイント

ア　発音体に人の声を使い，正弦波が観察できるようにする。

イ　音叉や人の声の振動を，鏡とレーザー光を使って可視化する。

ウ　波の頂点がずれて観察できるように，一定周期で回転する四面鏡を用いる

(2) 開発した教材教具

ア　材料

�@　回転鏡･･･発泡ポリスチレン，真鍮の棒，アクリルミラー４枚

�A　マイク･･･輪転機マスターの芯，筒,ラップフィルム,ビニルテープ，アクリルミラー

�B　本体･･･パネル(横35cm×高10cm×厚１cm)，モーター，乾電池ボックス，銅線，100w電熱線(20cm)，Ｌ字型金具,木ねじ,輪ゴム,木ねじ，真鍮釘，プーリー

�C　その他･･･レーザー光源，輪転機マスターの芯など

イ　制作過程

(ｱ) 回転鏡

�@　発泡ポリスチレンを４cm角に切り抜き，その中心に真鍮棒を通す穴を開ける。

�A　アクリルミラーを発泡ポリスチレンに貼り付ける。

�B　真鍮棒にプーリーを取り付け，発泡ポリスチレンの穴に通す。

(ｲ) マイク

�@　輪転機マスターの芯の一方の口にたるみが生じないようにラップフィルムを貼り付ける。

�A　アクリルミラーを芯の縁から1/3程度はみ出すようにして，両面テープでラップフィルムに貼り付ける。

(ｳ) 本体

�@　取り付け位置を決め，Ｌ字型金具と乾電池ボックスを木ねじで，モーターを銅線で取り付ける。

�A　乾電池ボックスとモーター，電熱線などをはんだ付けする。

�B　本体を組み立て，回転鏡を取り付ける。

５　実証実験の流れと結果及び考察

（１年生を担当していないため，選択理科で取り扱った。）

１年時に学習した内容であり，生徒の理解も高い分野ではあったが，オシロスコープを使ったときの反応があまりなかったため，復習として取り扱った。

　生徒はオシロスコープを使ったときよりも「本当に波になっている」，「数が多い」と喜んで取り組んでいた。

６　実証授業の成果と課題

機械の中に入ることなく目の前で光が進んでいく様子を確認しながらだったので，分かりやすく喜んで取り組んだ。１つしか教具がなかったので交代しながらだったので，少しずつ作成していきたい。

ボール上の食塩の代わりに水をのせると，波となり，音が波として伝わっていくのが更に分かりやすいのではないかと思う。

簡易マイクは，ラップフィルムをしっかり貼って鏡を上1/3出さないときれいな波形となって現れなかった。

(南種子町立南種子中学校　谷山和子)