阿部科学教育アーカイブスができること|物理実験を通して創造性豊かな人材を育てます


 阿部科学教育アーカイブス

 所在地:三重県津市中央5−14 
 電 話:059−228−4746 
 代 表:阿部 幸夫 

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技術情報 


( 個人的意見です)

23.3色光源・光路観察用レンズセット(アーテック社)

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【要約】高校の物理光学分野で光の進み方に関する知識をまとめるときに,視覚的なアプローチは不可欠である。3色光源と光路観察のセットで,屈折,全反射,焦点等をコンパクトに示すことができる。台形のガラスよりは凹レンズがセットされている方が便利である。
【評価】〇実験性能−付属の角度観察用紙を使い,屈折率の計算ができたり,全反射で入射角と反射角の等しいこと,臨界角を示すことができる。〇取扱い性−レンズの材質はガラスなので落下に対する注意は必要である。3色光源はスリット状なので,白い紙に置くと光線がわかりやすい。〇価格−3色光源1,500円/1セット(左上),レンズセット2,420円/1セット(初期は角度目盛の用紙が付属していた)
【改善】①3色光源の拡散を絞れないか。②凹レンズがほしい。③半透明のミラーℊ付属できないか。
【使用データ】→〔教材倉庫〕〔4波動〕〔2音波〕〔3閉管の気柱振動(水平型)〕参照
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22.連写機能付きデジタルカメラ エクシリムEX-ZR800(カシオ)

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【要約】デジタルカメラに連写機能がついているので運動解析に利用できる。本製品は1秒間に30コマの撮影が可能であるので落下運動の解析もできる。
【評価】 〇実験性能−コマ間隔が正確かつ明るさも確保されて目盛を読むことができる解像度がある。ビデオ機能もあるので,活動の記録もできる。 〇取扱い性−通常撮影,連写,ビデオが別ポジションというのが使い易い。 〇価格−30,000~35,000円
【改善】雲台の取り付けネジの位置が一部の雲台と相性が悪い。
【使用データ】 →〔教材倉庫〕〔1-1-1等速度運動・等加速運動〕〔2-1-4等速円運動と遠心力〕〔2-3-1反発係数の測定(スーパーボール)〕〔3-1-1水の比熱測定〕〔5-2-6RC直流過渡現象〕参照
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21.力学台車代用品(鉄道模型)

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【要約】力と運動やエネルギーに関する検証実験は,力学台車を使った場合,摩擦を小さくすることが難しいことから,「わかりやすい結果が出ない」と言って,やりたがらない教員が少なくないようである。鉄道模型のN型ゲージの貨車とレールを使用すると摩擦が小さく,粘土や鉛を積むと慣性が大きくなって安定し,かつ,速さ測定器(ビースピ)が使える大きさになるので精度の良い力学台車になる。
【評価】〇実験性能−おもり代わりの粘土を使って30g程度にすると,斜面上での加速度(gsinθ)を測定する実験ができる。また,人形吊り用市販ばねをつけると力学的エネルギー保存の実験もできる。 〇取扱い性−小さいので,速さ測定器の中を通過させることができ,幅90cm程度の実験机でも利用できる。〇価格−トミックスNゲージレール350円/2本,貨車トラ70000またはトラ145000 500~600円/1台
【改善】特になし
【使用データ】→〔教材倉庫〕〔1-3-1運動方程式と加速度(2物体連結)〕〔1-4-3弾性力とエネルギー保存(ばね振り子)〕
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20.マグネット付き滑車セット(アーテック社)

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【要約】小学校から高校まで,実験で滑車やおもりを使うことができる。回り方の良い軽い滑車や何種類かのおもりを持っているいろいろな実験に対応できる。
【評価】〇実験性能−本製品は黒板に滑車を貼り付けて3方向のつりあいや動滑車のはたらきの演示を想定しており,静止した状態での使用することを念頭に置いている。しかし,アトウッドの実験など,比較的遅い回転でも安定して回転するので加速度運動でも使用できる。〇取扱い性−磁石がかなり強力(黒板に固定するにはこの程度の強い磁力は必要)なので,手を挟まないよう注意を要する。〇価格−8,000~9,000円
【改善】おもりのフックの形状を安定させる。
【使用データ】→〔教材倉庫〕〔1-3-1運動方程式と加速度(2物体連結)〕〔1-3-2アトウッドの機器〕〔4-2-5弦の定常波〕参照
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19.小型スペクトル管実験セット(ナリカ)

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【要約】本実験セットは5種類(H,N2,Ne,He)の気体の輝線スペクトルを分光器で観察するための機器である。従来型はインダクションコイルを使うため,実験室でしか演示できなかったが,高圧電源が付属しているので,教室でも演示できる。リードベリ定数を求める実験で使っているが,有効数字3桁で近い数字が出る。生徒に簡易分光器を自作させ,リードベリ定数を求めさせると,波動分野との融合した学習ができる。
【評価】〇実験性能−高圧電源は5,000Vとインダクションコイルより電圧が低いのでX線の発生に対する心配が低減される。〇取扱い性−持ち運びが簡便。〇価格−48,500円
【改善】スタンドで周囲から同時に観察できるよう縦型のスタンドを使いたい。X線発生を危惧する現場もあるので,X線や電子の発生に関する情報を説明書に書いておきたい。
【使用データ】→〔教材倉庫〕〔7-1-2水素の輝線スペクトル〕参照
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18.ブラウン管型オシロスコープ(LEADER電子)

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【要約】電磁気や波動の実験には不可欠な機器である。10年ほど前に秋葉原で新品が安く出ていたので購入した。最近は,デジタルで液晶式が主流だがトムソン実験などの説明には,ブラウン管式が欠かせない。
【評価】〇実験性能−輝点とブラウン管のコントラストがよいので遠くからでも見やすく,演示の際に有り難い。〇取扱い性−重いのはしかたがない。〇価格−秋葉原で当機が新品にもかかわらず定価の3分の1位で交渉できたので買った。
【改善】プローブのフック部分の出し入れが硬い。
【使用データ】→〔教材倉庫〕〔6-5-6コンデンサーの充電曲線と自己誘導〕〔6-5-9共振回路の周期〕他参照
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17.水熱量器(アーテック社)

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【要約】内容器等はアルミ製で廉価に作ってある。本格的には容器等が比熱の小さい銅製であってほしいが,熱容量の計算方法を学習するには何ら問題はない
【評価】〇実験性能−混合法で金属の比熱を測定したり,水の比熱を測定したが有効数字2桁では満足のいくデータが得られる。〇取扱い性−比熱測定用体は付属していない。東急ハンズで真鍮,アルミニウム,銅を購入し(写真手前),穴も開けてくれるのでこれを利用している。〇価格−2,650円(本体)
【改善】ネットショップで購入したが温度計を差し入れる穴あきゴム栓が劣化したように硬かった。材質の特徴のようで,改善が必要と思う。
【使用データ】→〔教材倉庫〕〔3-1-1水の比熱測定〕参照
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16.共鳴音叉(アーテック社) 8,000〜9,000円

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【要約】大手理科機器業者の製品に比べ廉価な商品である。音さの表面処理や共鳴箱との接続および各部品の材質を落としてあるが,共鳴やうなりの実験では,扱いに慣れれば演示実験をするには不満のない性能である。
【評価】〇実験性能−少し強く叩かないと大きな音が出ないし,また,音の減衰も速いので連続的に叩く必要がある。しかし,共鳴やうなりの減少は十分に観察できる。〇取扱い性−共鳴箱へのセットが差し込み式であるので簡単に取り付けることができる。〇価格−8,000~9,000円/1セット
【改善】①うなり金具にゴムをつけるなどして雑音が入らないようにする。たたき棒を重く(慣性モーメントを大きく)して軽くたたけるようにする。
【使用データ】→〔教材倉庫〕〔4-2-1音の性質に関する実験(波形)〕参照
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15.①左;箔検電器EC(ケニス社),②右;目盛付きはく検電器(アーテック社)

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【要約】手軽で廉価な箔検電器を購入してどの程度実験に使えるかを調べた。高等学校の実験室に備えるには,高くても大手のガラス製の方がよいと思う。
①ケニス社
【評価】ガラス製の従来品である。対極板と誘電体板が付いている機種の方がコンデンサーの原理を説明するのに都合が良い。〇実験性能−箔が薄く微小な帯電で反応するので,光電効果にも使用できる。〇取扱い性−ガラスであることや箔が破損しやすいので取扱いは注意を要する。箔が剥がれたら,実験室を管理している立場なら補修部品で修理できる技能を持ちたい。〇価格−9,000円
【改善】対極板に柄が付いているが,手で保持しなくても良いような構造になっていると演示実験に使い良いと思う(他社にはある)。

②アーテック社
【評価】プラスチック製で取扱いに気を使う必要がない。目盛を使うほどの精度は出ない。小中学生用と考えて良い。〇実験性能−箔が重いのと針金のようなもので箔を接続しているので実験精度は出ない。〇取扱い性−プラスチック製なので破損の危険がない。価格も廉価なので使い捨てで良い。〇価格−1,690円(販売終了?)
【改善】必要なし。教育玩具扱いと考えると良くできている。
【使用データ】→〔教材倉庫〕〔5静電気・電流〕〔1電界・電位〕〔1静電気に関する実験(はく検電器)〕参照
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14.小型電源装置 島津NES-5S/直流電源 ALINCO DM-310MW

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【要約】電気関係の実験では,直流・交流の電源と直流安定化電源が必要である。できれば,大手理科機器メーカーの製品(上)がほしいが,微小な電圧の供給でない限り無線用の直流電源(下)でも代用可能である。
【評価】①直流交流電源 島津NES-5S(上) 〇実験性能−DC・ACとも0~20Vで5Aまでの安定した電源を得ることができ,交流60Hzと直流の一般的な実験がカバーできる。平滑回路までは付いていないがデータ取りに問題はない。〇取扱い性−ON/OFFですぐに電源を供給するので,交流・直流の切り替えポジションを確認した上でスイッチを入れる必要がある。 〇価格−58,000円 ②直流電源 ALINCO DM-310MW 〇実験性能 DC1~15Vで10Aまで安定した直流を供給する。1.5V以下は不安定。〇取扱い性−出力端子が3種類あるのでいろいろな電源の供給が可能である。〇価格−約10,000~20,000円(販売店でかなり差がある)
【改善】特になし
【使用データ】→〔教材倉庫〕 〔6-4-4 電源トランスによる変圧〕 、 〔6-5-2 コイルのリアクタンスの測定〕参照
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13.デジタルマルチメーター

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【要約】回路の電圧電流を精度良く計りたいときはデジタルメーターが必要となる。廉価版から高級機まで様々だが,実験の用途に応じて対応できるようにしたい。<高級機> サンワCD772 12,200円(左),カイセKU2600 7,980円(中)<廉価機>輸入元・クロスワーク DT-8030B500~800円(右)
【評価】〇実験性能−<高級機>としてはデータロガー付きでコンピュータにデータを送ることができる機種,熱電対による温度測定機能が付いた機種,静電容量測定機能が付いた機種など機能によって値段が変わるが,カイセKU2600(KU2600)がCPが高いと感じている。〇取扱い性−レンジの切り替わりが4×10n というのが慣れづらい感はあるが問題はない。<廉価機>中学生が抵抗の直列並列を調べるのには十分機能を果たす。
【改善】特にない。【使用データ】→〔教材倉庫〕〔5静電気・電流〕参照
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12.直流電流計・直流電圧計・検流計

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【要約】回路の電圧や電流を測定する実験には不可欠な計器である。複数のメーカーのものを購入した。使ってみて安いから壊れやすいということはない。
【メーカーと価格】①ナリカ 直流電流計 5,800円 直流電圧計5,800円,②RSRエレクトロニクス 検流計5,000円③アーテック 直流電流計(ヒュ−ズ付き)3,600円 直流電圧計 2,000円, 検流計2,000円
【評価】〇実験性能−電池を使った低電圧の簡単な回路の実験では,値段が安いからと言って使い勝手に遜色はない。〇取扱い性−安価な計器といって使用に不都合な点はない。過渡的現象を観察するにはアナログの方が適している。
【改善】裏面を透明にする方がよい。ハンダ付けは分流器と倍率器がわかりやすいようにする。
【使用データ】→〔教材倉庫〕〔2静電気・電流〕
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11.手回し発電機(アーテック)  価格 950円

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【要約】簡単な直流電源として,電磁誘導や電流が磁界から受ける力を体感的に学習する材料として便利である。普通,校種によらず学校には複数台は備えてあると思う。各理科機器会社から出ているが,構造的には簡単なので性能や耐久性にあまり差はなく,アーテック社のこの製品(「AT手回し発電機」写真左)は大手の理科機器会社に比べると半分ほどの格安値段である。過去には1,000円以内で手に入ったが最近のカタログの定価はかなり上がっている。
【評価】〇実験性能−15V,1.5Aという出力(抵抗を入れてしっかり回したとき)なのでいろいろな電気実験に使える。〇取扱い性−透明なので中の構造が説明しやすい。生徒に持たせると回しているとき落としたりするが,われて経験はない。〇価格−1,500円
【改善】回しすぎて歯車が欠けることがあるが,交換ギアが販売されている。
【使用データ】 →〔教材倉庫〕〔6-3-3移動導体(リニアモーター・発電)〕
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10.検流計(増幅回路付き)

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【要約】電磁誘導の原理を演示するには最適である。取扱いには気をつかうが,学校には必ず必要だと思う。価格的には通常の検流計の倍近く,廉価な会社のものに比べれば数倍するが,学校に1~2個は備えておくべきであると思う。
【評価】〇実験性能−1巻きコイルで電磁誘導の演示ができ重宝している。〇取扱い性−普段はハンダで端子をアースしておかないと怖い。生徒に使わせるには気が引ける。〇価格−22,000円
【改善】特になし
【使用データ】→〔教材倉庫〕〔6磁界・電磁気〕〔3電磁誘導〕〔3移動導体・リニアモーター・発電〕参照
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9.簡易光学台 価格1,200円程度 アーテック社

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【要約】幾何光学の基礎を学ぶためには光学台は不可欠である。ただ,本格的な製品は高価なので学校等で実験班の数を揃えるのは厳しいが,本製品は廉価であり,高校物理のレベルまで使用可能である。
【評価】〇実験性能−写像公式の検証実験では精度が得られる。〇取扱い性−レンズがアクリル性で扱いやすいが,光学台の部分の材質がもろく折れやすい。〇価格−1,000~1,200円/1台
【改善】①光学台本体を曲げ強度のある材質に変更する。②目盛のシールはシンプルにする。③光源と衝立に位置を読みやすくする目印をつける。
【使用データ】→〔教材倉庫〕〔4-3-3レンズの式〕参照
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8.光電効果実験セットPE-N ナリカ社

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【要約】高校物理「原子」分野(近代物理)の導入に使える実験として購入した。コンパクトで失敗がない優れもので満足している。
【評価】●実験性能−負電気が帯電したときのみ箔が20秒程度で閉じる。演示する際,実験失敗がなく使いやすい。●取扱い性−塩化ビニル板とアクリル板が付属しており,ティッシュペーパーでこすると,正負の電気を帯電させることができる。実験セットは100円均一の容器に入り,箔検電器(別売)さえ持ち運びに注意すれば教室で演示することができる。紫外線を直接見ないように注意する。●価格−定価4,500円 セットとしては各高校で2セットほど準備でき,適切であると思う。
【改善】①紫外線光源が転倒しないよう底に重り(鉛版)を貼っておく。②ブラックライトにスタンドをつける。
【使用データ】→〔教材倉庫〕〔7原子・分子〕〔1原子電子〕〔1光電効果〕参照
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7.LCRメーターLutron LCR-9183(ケニス社扱い)

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【要約】LCRメーターは,インピーダンスを測定することによって,抵抗の抵抗値,コンデンサーの電気容量,コイルのインダクタンスを計算して表示している。直接,電気容量やインダクタンスを測定できる簡便な計器なので便利である。1台あればいろいろな実験ができる。コイルやコンデンサーに交流を印加して測定するので,それらに含まれる抵抗成分が誤差となる。大容量・低インダクタンスでは直列等価回路モード,低容量・高インダクタンスでは並列等価回路モードを使う。
【評価】〇実験性能−抵抗,電気容量,インダクタンスまで直接測定が可能。接続素子の対象によって自動的にモードが切り替わる。平行板コンデンサーの電気容量が面積に比例すること,コイルのインダクタンスが巻き数や断面積で変わること等を直接検証できる。〇取扱い性−簡単。デジタルマルチメーターと同じ感覚。〇価格−Lutron LCR-9183(ケニス社扱い) 22,000円
【改善】各素子を直接計るので探針子が短い。実験には延長コードがいる。
【使用データ】→〔教材倉庫〕〔6-4-3コイルのインダクタンス〕〔5-1-3コンデンサーの電気容量〕参照
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6.マウス型スキャナー(キングジム) マウス型スキャナMSC20   KING JIM 製 定価 8,640円 

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このマウス型スキャナーは、手元でスキャンができる。わざわざコピー機の前へ行き、スキャンをしてUSBに落としたり、サーバーに入れたりしなくても直接パソコンにその場でスキャンができるすぐれものである。四角形に切り取ったあと、回転が任意度数できるところが良い。

5.低周波発振器(Instek) 製品名 Instek GAG-810

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【要約】交流に関する実験の周波数を変えることができる電源として使うことができる。ただし,安定化電源ではないので,回路の負荷によって電圧が変わる。いろいろな負荷をかけて周波数別の出力について調査をしてみた(〔詳細〕参照)。デジタル表示のオーディオジェネレータが出ているので,買い換えを検討している。
【評価】〇実験性能−100~100kHzの範囲で出力電圧は安定している。〇取扱い性−正弦波と矩形波が出力されるので,電気から音波の実験までが可能である。〇価格−35,000円
【改善】特になし
【使用データ】→〔教材倉庫〕〔4-2-4開管の固有振動〕〔6-5-4コンデンサーのリアクタンスと周波数〕〔6-5-5交流に対するR,L,Cの位相観察〕〔6-5-6コンデンサーの充電曲線と自己誘導〕〔6-5-7RLC直列回路の共振〕参照
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4.コンデンサー蓄電実験器(アーテック) 定価   2,000円

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【要約】高校物理で,コンデンサーの充放電に関する電圧や電流の変化を見せたい場合,この製品に電流計や電圧計をつないで演示すると簡単に示すことができる。3.3Fというコンデンサーが適切で1分から2分程度で電流や電圧の指数関数的な変化を体感させることができる。
【評価】〇実験性能−電流や電圧の変化が適切。小学校対象だが高校の授業でも使える。〇取扱い性−接続がわかりやすい。充電終了がLEDで見やすい。〇価格−ネット通販で2,000~3,000円
【改善】2個買ったが,しばらくして1個が作動しなくなった。廉価版の輸入品で回路の断線だと思うが,出始めは2,000円台で手に入ったが,最近は値段が上がっているのでそれなりの品質安定性はほしい。
【使用データ】→〔教材倉庫〕〔5-1-2コンデンサーの充放電〕参照
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3.気体分子運動実験器(ナリカ)

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【要約】同等の装置は,以前から各社より発売されていた。容器はガラスを使い同様に鋼球を振動させ,圧力や体積が分子運動から生じることを説明する機器である。気体分子運動論の導入時の説明に役に立つ。ナリカ社から最近発売されたこのタイプは,容器はアクリル,電源は手回し発電機で持ち運びが楽である。激しく回すと中のプラスチック球が激しく動き,蓋を押し上げて体積が増えることを示すことができる。
【評価】〇実験性能−気体分子運動論の導入では,定性的な説明だけなので,視覚化できると流れがわかりやすい。効果は大。高級機でモーターの回転数がコントロールでき,半定量的なものもあるが,これで十分。〇取扱い性−なんと言っても廉価かつ軽い(500gくらい)ので授業での持ち運びが楽。(従来,いろいろな理科機器会社から出ていたものはパイプがガラスであったのでわれて危険であった。)〇価格−ナリカ社 11,000円
【改善】分子となる球はもう一回り小さい方が蓋の揺れが小さくなるので見やすくなる。
【使用データ】→〔教材倉庫〕〔3-2-3気体分子運動論〕参照
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2.気柱共鳴装置RT-50N(ナリカ社)

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【要約】気柱共鳴の実験は,水管を使った縦型のものが定番であるが,水の処理等実験室でしか実験できないという不便さを改善するため購入した。
【評価】〇実験性能−有効数字3桁が出るので満足できる。〇取扱い性−本体がガラス管であることから,数回伸しようでコルクとの境界部分でガラス管が折れた。〇価格−耐久性を考えると高い。定価18,000円
【改善】使いやすくするためには,目盛の付いたアクリル管に変えるとよい。
【使用データ】→〔教材倉庫〕〔4波動〕〔2音波〕〔3閉管の気柱振動(水平型)〕参照
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1.2重コイル 島津製作所

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【要約】電磁誘導の現象や自己誘導,相互誘導,トランスにおける鉄心の効果などを実験できる機器である。精密な巻き方をしてあるのと,導線が細いので高インダクタンス低抵抗で,多様な用途がある。
【評価】〇実験性能−鉄心の出し入れでインダクタンスは5mH~37mHに変化し,電球を直列にして電球の明るさが変化する実験ができる。プレートが付属しており鉄粉を撒いて磁力線の演示も可能である。〇取扱い性−重いので落下させてしまわないように注意。〇価格−32,000円(かなり高価という感はある)
【改善】落下による破損防止用に枠にゴムを被せてはどうか。取扱説明書が古く,文章の校正がなされていない。
【使用データ】→〔6-5-3コンデンサーのリアクタンスと電球の明るさ〕参照
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