千葉県立佐倉高校での活動(2026年1月31日)

 2026年1月31日に佐々田博之会員が千葉県立佐倉高等学校にて、1年生の生徒7人に対して13時から2時間の時程で実験授業を行いました。高校の先生にも1人ご参加頂きました。「マイ分光器を作り光源の性質を調べよう」という題目で、13:00~15:00で簡易分光器を自作し、様々な光源を観測する実験を行いました。生徒たちは光の性質については未学習でしたので、まず光と分光器の原理と製作法の説明を40分程度行いました。

 分光器というのは、光を波長(つまり色)によって分ける道具です。そのためにはプリズムも使われますが、多くの場合回折格子(かいせつこうし)という非常に細かい溝が刻まれた板やフィルムが使われます。例えばCDやDVDの裏に光が当たると、虹色に輝いて見えますが、その場合はCD板の細かい構造が回折格子となっているのです。

実際の分光器で使われるガラス製回折格子 (今回の実験授業で用いたものではありません。)

授業の様子

 授業の後、自分たちで型紙に合わせて工作用紙を切り、回折格子シート(1 mmに500本の筋がつけられているもの)を貼り付けて、手製の分光器を作りました。皆手際が良く45分程度で全員完成しました。それぞれの生徒さんが作った分光器で照明(Hg入り蛍光灯、LED蛍光灯、スマホの照明)、太陽のフラウンホーファー線、スペクトルランプ(Ne, Ar, N2, O2, H2)、電球を観測しました。電球などは可視光の様々な波長の光が連続的に含まれるために、連続スペクトルが観測され、元素は固有の波長の線スペクトルを持つことを説明しました。スペクトルというのは、光源の光のうち、どの波長(色)がどれ位の強さで出ているのかを図にしたものです。光源の光には、青から赤にかけて可視光の範囲で連続的に光が出ているものと、各種の原子の発光のように特定の波長(色)の光が出ている場合があります。電球や太陽光は前者です。ただし、太陽の光は所々光が弱い波長があって(フラウンホーファー線)、その部分の元素が太陽表面(又は地球の大気)に存在して、それぞれの元素に特有の光が吸収されていることが分かります。

マイ分光器をつくって、様々なスペクトルを観測している様子

           様々なスペクトル

 生徒たちは、自作の装置で実際に様々な光源の光を観測し、綺麗なスペクトルが観測できて楽しんでいました。生徒たちには分光器を持ち帰って色々な光源を見るように勧めて、今回の実験授業を終了しました。皆さんお家で見られたでしょうか。

以上

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