12cm「地動説・天動説、自由自在マシーン」

秋葉原で安いギヤ付モーターが手に入ったので、これを使って
「地動説・天動説、自由自在マシーン」を１２ｃｍ球体の大きさで
作ってみました。球体は１２ｃｍのガチャポン用、軸には竹ひご、
（３ｍｍ以上あるので少しけずります）モーターのほうの軸は
２ｍｍのものがさせるようになっているプラスチックです。
これをドリルで、最初は2.5ｍｍ、次に３ｍｍのドリルで拡大し
うまくはめ込むことができました。

　昨晩は本体とモーターを接着剤でつける作業を行ったのですが、
アロンアルファでついたと思ったらはがれてしまいました。
もう一度今度は接着剤を変えて、しっかりビニールテープで巻いて
一晩おきました。今度はしっかりついてます。

　あとは電池を横につけるだけです。軸をもって回すと天球がモータ
ー本体と一緒に回るようになります。そこに電池もつけるので、あまり
重くない方がいいです。単三2本にするか、あるいは単四、はたまた
ボタン電池にするか、おいといてすこし考えます。課題を温めておくと
良いアイデアが出るかもしれません。

パワーポイントがなくても・・

デジカメをTVのAV端子につなぎ、
SDカードに目いっぱいプレゼン（または授業など）に使える画像などを
順番に入れておく。
そうして順次スライドショーのように映像をTVに映していけばよい。
SDカードも最近では容量がギガになっているので写真もたくさん入る。
出来れば自分で組むのでなく、そういう教材がSDカードに入って
売っていればなおよい。

個人実験装置のコンパクトさについて思うこと

　授業などではみんなに見せるため、演示するときに集中するような大きさの
ものを使うが、基本的には個人実験がベストだと思う。
従って、全体に見せる大きさと個人がする大きさでは当然変わってくる。
個人ではあくまでコンパクトな装置が便利である。
また、一対一の家庭教師のような場合も個人実験装置が有効である。
個人実験装置はちょっと軽く見られがちだが、学習は基本的に個人的で
するものなので、個人でできる簡易的なものができるならあった方が良いのだ。
授業で使う場合はやはりある程度の大きさをもった教材教具が良いし、
それは準備室などに収納されているものであろう。しかし、個人実験の
教材教具はコンパクトなほうがより実験しやすいし、予算的な問題や、
携行しやすさなど、小さい方がすぐれているだろうと思う。
一人で出前授業に行く場合など、教室ていどの大掛かりな装置では小回りが
きかないと思う。簡単にリュックに入れて持ち運び、それでいて、肝心な事
を説明できるならばこんなにすばらしいことはない。

熱いビーカーに軍手は本当に安全か？

　ビーカーに入れた湯が高温の場合、動かす方がおかしい。
すべるかもしれないし、こぼしたらかえって軍手をしているほうがやけどがひどい。
こういう一見安全と思われるものは決してそうではない。単純に考えないでほしい。
また、自分が熱くないからといってクラスメイトにその熱いビーカーを皮膚に
つけようとするバカがいたりする。（指導困難校）
　熱いものは目で見てわからないがそれを予測して行動することを身に着けるべき。
触らなければよい。ちょっとだけさわってみるなどの用心ぶかい行動をとらせる。
安全メガネなどもそうである。自分が安全だからと言って岩石を思いっきりハンマーで
たたいたら・・・どうなるだろう。周りが迷惑する。ちっとも安全ではない。
また、液を静かにそそぐのにそんなに跳ねるだろうか？目をそんなに近づけるだろうか？
　レーザー光線は使わない方が良い。教師が使ってもどこかで反射して生徒の目に
はいらないとも限らない。
　高輝度LEDでも場合によっては「きれい」と言って見つめてしまう生徒がいたりする。
あとで目がおかしいなどと訴える場合あり。高輝度もいろいろあるので、気をつけてほしい。
超高輝度はなおさら気を付けるべき。

バッテリーチェッカー

100円ショップで買ったバッテリーチェッカー、
電池のパワーがまだあるかどうか調べるときにつかう。
電圧計だと思う。このメーターを改造して電流計または電圧計として
使えないだろうか。そうすれば磁界と電流の単元で各自
個人的に実験して使うことができる。

ひさびさの教材開発

昨年はミラーパネルをまげて凹面鏡の焦点観察器を作った。
しかし、中学1年の授業では凹面鏡までは扱わない。
昔自分たちのころは学習したとおもうが・・・
そこで、基本にもどり、反射の法則実験器を同じくミラーパネルを使って
作成することにした。
チップスターの容器の工作は手作りカメラの時に経験している。
これを使って、2重にし、内側の円筒を回転させる。
内側の円筒には真ん中にミラーがある。外側にはスリットを入れて
光を取り入れる。

仕組みはこうなってます。光を内側に取り入れるため、途中まで切れ込みを入れてある。
あとは分度器の目盛りをつけるとなお完成に近づくでしょう。

なお、光の実験でなぜ暗室でやらないのかと思うかもしれませんが、私は指導困難校を渡り歩いてきたせいで、指導上、明るいところでもできる光学実験がいいかなという発想で作り出しています。

（補足）昨年度作った凹面鏡の焦点説明器はこれ。光は太陽光、ミラーパネルを曲げて凹面鏡を表現。

簡易真空ポンプ

最近よく見かける、この「シリンジを使った簡易真空ポンプ」は
YPC横浜物理サークルの渡辺さんという方が開発したものである。

同じくYPCのメンバーである天神さんが「最近YPCの紹介もしないで
無断でこのネタを使う人が多い」と嘆いておられた。そして、
使うときにはYPCで開発されたことを一言そえてほしいと書いていた。

知らないで使っている方はぜひYPCのホームページなどを見てほしい。
そして、使うときには出所をはっきり言いましょう。少なくともYPC
ということは言いましょう。

１５ｃｍ天球儀

　3月にはまぎんこども宇宙科学館で実施する天球儀のモデルです。

竹ひごを使うことにしました。そのため、自立できません。両側から支える

タイプになります。北の方から南の空をのぞくのがプラスチック段ボールの

柱があってちょっと邪魔ですが、しかしそれを抜きにすればいかにも工作と

いう感じでいいと思います。また、台座にはこれも発泡スチロールレンガ

という工作しやすいものを使っています。工作教室で指導しやすいのでは

ないでしょうか？　この形にするのに1か月試行錯誤して考えだしました。

一度完成してしまえば、見た人は「なーんだ」というでしょうが、コロンブスの

卵です。あとからこうしたほうがいいなどということは簡単です。完成形には

それなりの理由があるのです。
　

　今はスマホのアプリなどでスマホを向けた方角の星空が画面に出たり

して便利ですが、天球儀を自作したほうが空間的な星の配置が頭に入って、

星座のことが、より身に付くことでしょう。このタイプを各地の工作教室

で使ってほしいと思います。　　　　　　　　　　　　　　　（山下）

　　

天球儀開発終了宣言

長いこと天球儀の教材開発を続けてきたが、実験工作教室でできる
天球儀の開発は今回で一応終了したといえる。
３月に横浜こども科学館のサイエンスクラブで実施予定です。
大体次の写真のようなものになりました。これは１２ｃｍですが、１５ｃｍので
実施予定です。うまくいったら色々なイベントで行いたいと思います。

PETを使った天球儀

　もっと簡易な天球儀を考えてみることにする。
球体はPET素材の１２ｃｍ球体（ガチャポン用）、
円板は発泡スチロール。ここでステンレス棒でなく竹ひごを
使う。角度固定のためと角度表示用に円板と竹ひごを写真のように
紙ではさみ、発泡スチロールにのりで固定する。北極星の角度が意識できる。

気楽に作れるし、軽くできる。廃棄も簡単？

星座シール最終版調整

１枚を２人でわけやすいように配置、黄道の長さがわずかに長かったのを調整。
東西南北の大きさを大きくして、バックを黄色にした。夏至点、冬至点を緑と青で表示。
このほかに切り抜きの見本も作った。

「プログラムから開く」＞「フォトギャラリー」で印刷、写真をフレームにあわせるのチェックは外す。写真用紙、きれいで透明シールに印刷します。

お風呂で星座の勉強

１．ガチャポンの１２ｃｍ球体で天球儀を作り、水を半分入れる。
　　水平面（地面）として１０ｃｍの発泡スチロールを中に入れる。
２．そのまま風呂の中に持ち込み、浮かべる。
３．天球儀を好きに回転させ、地面から上に現れる星座を見る。
　　回転して夜空の中の星座がどう変化していくか、観察する。

北極星の高さをどうするかで星の見え方は変わる。
北極星が天頂にある北極では星は右に水平に動く。
北極星が地平線すれすれにある赤道付近では、星は東から垂直に
上がってくる。　　　
　　　　　　　　風呂でのぼせないように自己責任でどうぞ！

今日も実験教室の準備

プラスチック球体の穴あけはドリルの刃を１．５ｍｍ、２．５ｍｍ、３．２ｍｍとだんだん大きくしていって開けています。最初くぎでポンチ代わりにして穴をあける場所を決めます。これが一番大事。そして万が一中心からずれた場合は、２．５ｍｍ、３．２ｍｍと穴を大きくしていくときに、力加減で調整します。そのためにいっぺんに３．２ｍｍにしないのです。

心棒のステンレス棒を切り出します。強力なペンチがあればいいのですが、家にはありません。
金のこを使いました。３０分で３本できました。先は長いです。芯棒つくるのに辛抱です。

横浜の東急ハンズで材料準備

　今日は工作教室の打合せで横浜に出た。相鉄のドロップコーヒーで担当者のかたに会った。
帰りにモアーズの東急ハンズに寄った。中に入れる地面の円板をまだ購入してないからだ。　
天球儀作りでアガチス円板１１ｃｍのを買っていたが、横浜の新しいところでは置かなくなった。
大変困る。しかも、板の加工などしてくれなくなった。ますます困る。東急ハンズといえば、
どんな素材もあるのが東急ハンズだった。そこらに売ってないものがあるのが良かった。
しかし、今はどうだ、文房具などそこらに売っているものを置いている。素材はかなり縮小
、行くだけ無駄足である。ネットでなければあきらめるしかない。
しょうがないのでA3程度の大きさの４ｍｍ厚の板を買ってきたが円形に切るのは至難のわざ。
かといって発泡スチロールでもやってみたが、厚みがありすぎるのと、いまいちしっくりこない。
夜、プラスチック球体の穴あけを８個ばかり行う。最近腰が痛いので、準備は早めにしておこう。
動けなくなってからではおそい。蝶の写真はは今日は撮らず、もん黄チョウを見ただけである。

工作教室で作るための天球儀、材料再検討

工作教室ではなるべく簡単で、だれでも失敗しないように、工作が難しくないようにしたい。

それと、このネタがよく使われるようにするためには、それなりに準備する人が材料を手に

入れやすいようにしたほうが良い。そう思って、違う材料で作ってみた。プラスチック球体

の代わりにガチャポンのBOX容器をネットで発見。さっそく取り寄せてみたが、なにやら、

余計なロゴ（YUVO？)や、補強のための突起、そして円でない穴があいてたりとあまりよろ

しくない。しかし、軽くて竹ひごの心棒でもよさそうである。手軽に利用するならこれでも

いいと思うが、長く使うならやっぱり少々値段が高くなってもしっかりしたものがいいと思う。

今まで心棒にステンレス某を切り出していたが、これが面倒なので、竹ひごを使ったほうが

すぐにそろえられるということだ。どちらを選ぶか、土曜日担当者に相談することにした。

後期授業準備

後期は１学年は光・音・力、２学年は電流と磁界、３学年はイオンなど、
まず、１年、光の実験の準備、光源装置の点検、電池の準備、真空ポンプ点検、
そして２年は磁界確認用の鉄粉、磁石の数点検整備、エナメル線はたりてるか、
電源装置の点検、３年イオンは電極用の金属板や薬品、炭素棒など・・・

「天動説・地動説自由自在マシーン」実演動画！

星の日周運動を一発で理解させる教材開発です。これまで、１１年前にこれと同じ小さなサイズ（１２ｃｍ）を作って以来、大きなサイズ（１７ｃｍ）を６個ぐらい作ってきましたが、星座シールも確立でき、ひさびさに小さなサイズのギヤつき天球儀（天動説・地動説自由自在マシーン）を作ってみました。星座シールを貼った12cmのものとしては初めてです。三脚につけたデジカメで動画を撮影し、パソコンのムービーメーカーで編集しました。サイズ解像度はメール用程度に落としましたので約１１MBです。ちょっとしょぼいですが、我慢してください。パソコンでしか見れないかもしれません。YouTubeはまだやってないので・・・悪しからず。

再生の矢印をクリックして見てください。

再生できない場合、ダウンロードは🎥こちら

花火の動画（光と音）

MP4形式で保存しました。３．９秒後に音が伝わってきました。
観測者（私）から花火までは３４０ｍ毎秒×３．９秒＝１．３２６ｋｍか。

再生できない場合、ダウンロードは🎥こちら

再生の矢印を押してご覧ください。

天球儀台の穴あけ

分度器の３５度に合わせてビニールテープを貼っておくと見やすい。
テープに合わせてドリルの刃を入れていくことができる。
最初は２ｍｍで穴をあけ、だいたいよければ３ｍｍに代えて本番。ビニルテープに合わせて穴をあける。

天球儀をさしてみる。うまくいきました。

夏休みに撮っておきたい動画

１．高層ビルのエレベーターに気圧計を持ち込み、上がると同時に気圧が下がっていく様子を撮影する。
　　（昔、I先生という方が実際にランドマークタワーで実践してました。速くて変化が急激すぎでした）
２．花火大会の花火を撮影し、光と音の速さのずれの教材にする。
３．台風や低気圧が通過するときの天気の変化や気温・気圧の変化をインターバル撮影。
４．積乱雲が成長する様子をインターバル撮影。どの地域が大雨だったか、ニュース、天気図も添える。
５．熱せられたアスファルトの路面に逃げ水現象が出たら撮影。
６．一本の棒を垂直に立て、太陽の影が一日のうちでどう変化するか撮影。
　　棒でなくても、建物の影でもよい。
７．南の星空で、さそり座が低く南中する様子をインターバル撮影。
８．朝顔でもなんでも花が開く様子をインターバル撮影。
９．月を毎日同じ時間に撮影、満ち欠けする様子を撮影。
１０．毛虫を飼育箱に入れ、どんな蝶（蛾？）になるか観察。
１１．昆虫の顔、目、口のいろいろなど接写・・・。
１２．線香花火や、水中花火の燃える様子・・・。
１３．＊＊＊＊＊　ほかにもありましたら、コメント書き込みお願いします　　＊＊＊＊＊＊