理科教材研究

今年ももうすぐ終戦記念日がやってくる。

カメラはレンズ、光の量を調節する「絞り」、そしてシャッターから成り立っている。

リコーの２眼レフから取ったシャッターにオリンパスの３５ミリカメラ（オリンパスワイド）から
取ったレンズがちょうどはまった。

これを使ってカメラの原理を説明することができる。デジカメの時代にはあまり興味を示す人はいないか？

直感的に地球の自転と星の日周運動の相対的な関係がわかる
この装置だが、さらに今星がどの位置にいるかというので
STOPさせて見るのに使うには、回転が速すぎる。好きなところで
とめられないという欠点？があった。

そのため、ギヤ比の高いギヤボックスに変えて見たりしたが、
今までのギヤボックスでもモーターと電池の間に抵抗を入れて
使えばゆっくりになるのはわかっていたし、やったこともある。

今回、その抵抗の値をどの程度にするか、もう少し実験することに
した。あまり抵抗値を大きくして回転が止まっても困る。
とりあえず、10Ω。
まだ速いような気がする。では20Ω。
なんと電池がへたっているのか動かない。

電池も替え、
20Ωに33Ωを並列に足して合成抵抗は約14Ωにした。
静かにまあそんなにゆっくりではないけど
半回転を1.5秒くらいで動く。欲を言えばスピードが
切り替わればなお良い。などと考えまた沼にはまってゆく・・・・

1．天球とは、無限に大きな球を仮定して
　その表面に星空の星を配置したもの。

実際には星までの距離はバラバラで違っており、
見え方は地球から離れれば離れるほど星座の形も
変わってくるのですが、今地球から見た星の動き
が知りたいので、地球からそれほど離れなければ
星座もかたちは変わりません。それほど星までの
距離はすごく離れているのです。

1−2．天球儀の歴史は非常に古く、紀元前何世紀も
　前からあり、占星術などに利用されていた。

1−3．プラネタリウム100年と言うが、プラネタリウムも
　天球という考えで作られている。
　人が大きな天球儀の中に入って星空を疑似体験
　するものがプラネタリウムである。
　
1−4．星が今どこにあるか計算で出せるのも天球という
　ものを考えているから。スマホなどでそういうアプリも
　できていますね。

2．天球上で太陽が一年かかって動く通り道を黄道という。
　(実際は地球が太陽の周りを回っている）
　これは天の赤道と23.4度傾いている。
　黄道上には黄道12星座がある。（星占いで出てくる）

2−1．太陽のある方向の星座は昼にでているので見えません。
　黄道には太陽がいる月日が書いてあるので、そこに太陽の
　シールを貼ろう。
　春分と秋分の日は太陽が真東から出て真西に沈む。
　夏は太陽の南中高度が高い。冬は低い。
　南中とは真南に来たときのこと。
　星座によって南中高度は違う。さそり座は低い。
　双子座は高い。

3．工作
　プラスチック球体BOXを用意しよう。
　12ｃｍまたは17ｃｍ（ハンズ）
　12ｃｍなら軸は竹ひごでOK
　17ｃｍならステンレス3ｍｍ棒（安全に注意）

星座を裏返ししたシールを作る（透明シールに印刷）
星座を貼るために内側にガイドの舟形の紙を仮留めする（あとで取る）
星座を2個づつ貼っていく。夏至点、冬至点、秋分点、春分点を
たよりにはるとできる。
12星座以外も貼る。

南と北の両方にかかった部分にカッターを入れ、
球体を分解し、中のガイドの紙を剥がす。

軸の付いた地面となる円盤を入れ球体を閉じる。
（軸と地面となる円盤は緯度の分角度をつける紙をつける）
（小さな人形を中心に入れる。南の空を向かせる）

4．電動で動かしたい場合
　田宮のウオームギヤボックスHEなどをつかい、
　「地動説・天動説自由自在マシーン」とする。
　球体をもつと地球が回り、軸を持つと地球が固定され
　星空が回る。
　電池ケース、電池が必要。モーターの軸と延長軸は
　真鍮、またはアルミ、または鉄のジョイントでつなぐ。
　芋ネジでしっかりこていすｒ

　なお、ギヤーボックスは回転数をゆっくりにしたいとき
　は4速クランクギヤーボックスセットでもよいが音が大きい。

　前出のウオームギヤボックスHEで電池とのあいだに抵抗を
　入れても良い。
　
　球体と接着するには少し大きめの穴を開け、強力接着剤を
　使います。軸が曲がらないようにまっすぐ立てて換気の
　良いところに数時間おいて接着します。

5．軸が目をつついたりしないように留め具をつけたりして
　安全を図って下さい。


個人で作って見たい方、講座を開きたい方、以前作ったけど
もう一度質問のある方、連絡下さい。

１．自分のいちごジャムを作ろう
　　半田付けをして自分で作るとすごくうれしい。
　　完成した時の喜びは大きい。
２．それを使ってBASICでプログラミング
　　はじめはLチカから。
　　また、とくにこのIchigoJamは出力
　　のビットで２進法が体験できるから面白い。
　　そしてさらにそれを発展させて電子サイコロ
　　そして７セグLEDの表示も学べるからすごい。
３．入力もアナログ入力はわかりやすい。
　　いろいろなセンサーで入力して、その結果を受けて出力できるから
　　面白い。

夏休みに向けてどうですか？

こどもパソコンというだけあって、キーボードから直接命令もできるところがおもしろい。

プログラミングしてからさあ実行というのは、ほかのマイコンでもできるが、

IchigoJamはプログラミングと同じくらい直接動かすのが得意。

BASICを使ってるからというのもあるだろう。

自分の考えたことがすぐ確かめられる。

だから２進法の勉強などが楽しくできる。

本体となる球体から
　　　　　　「　プラスチックBOX球体クリア　径１２０ｍｍ　」
　　　　　　　東急ハンズ（ハンズクラブ）の通販で１０２８円です
　　　　　　　https://hans.net/goods/2400005479555/
そして星座シールを印刷するシートです
　　　　　　　「A-one　フイルムラベル　No.28791.28792 A4　インクジェット用　１０枚入り」
　　　　　　　　約１６００円くらいです

地軸には竹串などをお使い下さい。
個人では３ミリのステンレス丸棒を使っても可
ストッパーとしてアルミのストッパーを芋ネジでとめてもOK
ですが、安上がりなのはアイロンビーズです。
ただし竹串にはゆるいかもしれません。
そのときは小さな輪ゴムでビーズのさらに後ろをとめます。

地面となる円盤は発泡スチロールとか、ボール紙を使います。
緯度の角度を決める紙は地面と軸に固定します。


さいごに固定のしかたですがそのへんの木材で作っても良いですし紙コップの下半分を切って
のせてもよいです。