ストローすだれ
ストローですだれを作り、振動が伝わることが波動であることを示す。また、伝播速度を決定する要因を考える。
(1)ストローとセロテープですだれを作る。
(2)２人で両端を持って、片方のストローを振動させて、波を作る。
(3)２人の引っ張る強さを変えて、伝播速度を比べる。
(4)半分のストローにゼムクリップを付け、途中から速さが変わることを観察する。
密度の変化が伝わることが縦波であることを理解する
(1)スリンキーを両手で持ち、片手を激しく動かして縦波を作る。
(2)図のように組み、発振して縦波を作る。
波源は必要に応じて取り換える。釘の部分がぐらついていると、波がきれいに見えないので、しっかりと固定する。
低周波発振器 アンプ ＯＨＰ スピーカー フィルムケース ビニルテープ アクリルケース 金のこ刃 釘、木、まち針 プラスチック球
チンダル現象によって、光路を観察する。屈折、回折、干渉、偏光が観察できる。
レーザー 段ボール箱 ビニル袋 空き瓶 砂 線香
(1)コップに向かって何かしゃべってみる。
(2)図のように持って、片方の指でばねをはじいてみる。
ペットボトル プラコップ 人形吊り用バネ
(1)よく洗った指でグラスのふちをこすると、水面に定常波が生じ、音が出る。水の量を少なくする程、音が高くなる。
(2)マジックボイス（ヘリウム入り空気）を吸い込み、声を出す。ヘリウム分子は空気分子より、はるかに軽いことを説明する。
グラスはワイングラスが良い音が出る。手はせっけんでよく洗う。
(1)レーザー光をコロイド、チョークの粉、線香の煙などに当て、チンダル現象を観察する。
(2)屈折、反射、全反射などを観察する。
(1)水に牛乳を少し（数滴）入れる。
(2)透過してくる光を見ると、赤っぽく見える。
電球、懐中電灯 水槽 試験管 牛乳
(1)各々、水槽に沈めて、浅瀬を作り、平行波を送り、屈折の様子を調べる。
(2)いろいろな向きから平行波を送り、反射の法則を見る。
(3)平行波を送り、焦点の位置を見る。
(4)１つの焦点に点波源を置き、もう一つの焦点を見る。曲線はある程度雑でも、意外ときれいに焦点が出る。
(1)レーザー光を用いて直角プリズム、アクリル棒、光ファイバーで、光が全反射する様子を観察する。
(2)試験管にビー玉、etc.を入れる。そのまま水に入ったビーカーに沈めると中が見えない。次に、試験管の中に水を入れると、ビー玉が見える。
試験管はビーカーの底につけない方がよい。
使用器具：(1)レーザー光源 直角プリズム 長く太いアクリル棒 光ファイバー （煙箱）
(2)ビーカー 太い試験管 ビー玉、etc.
全反射によって、レーザー光が水流に沿って曲げられる様子を観察する
ペットボトルの穴は、レーザー光を当てて、千枚通しのようなものであける。
(1)実験室を暗室にし、Ｎａ光源を点灯し、黒板に色画用紙を貼りだして、何色かを問う。光源を切って、蛍光灯をつけると、一瞬にして色が浮かび上がる。
(2)赤青緑の光を重ねると、白くなることを示す。
Ｎａ光源 スクリーン 色画用紙（裏にゴム磁石を貼っておく）懐中電灯 ３個 セロファン（赤、青、緑）
図のように針を同じ向きにまとめ、針先側から見ると真っ黒に見える。逆側から見るのと比べれば、違いがよく分かる。ふつうの縫い針は高価である。まち針の頭の部分を、ニッパで切り落とせば、面倒だが安くあがる。まち針 ５００円ぐらい 縫い針 数千円
(2)波長に比べて小さな物体は、波に影響を与えない。
水波発生装置 パラフィン 乾電池 くぎ フィルムケースのふた
定規の端を持って、まちばりの頭が軽く水面に付くようにし、消しゴムの上の部分の、指で軽くたたく。
水槽 ＯＨＰ スクリーン プラスチック定規 消しゴム まち針
(1)ＣＤ盤に白色光、レーザー光をあて、干渉縞を観察する。
(2)シャボン膜を作り、白色光、Ｎａ光などを当て、干渉縞を観察する。
ペンライト レーザー スクリーン ＣＤ ストロー 針金ワク シャボン液
(2)一般に極薄の膜しか干渉を起こさないが、レーザー光は干渉性がよいので、比較的厚い膜でも干渉像を作る。
(1)エクスパンダーの前面にワッシャで釘を置き、その像を一度鏡で反射させてから（やらなくてもよい）、ホワイトボードに映すと、回折縞が観察できる。
(2)エクスパンダーで広くした光線をトラペンシート（またはＯＨＰシート、薄いガラス）で反射させて、反射光をホワイトボードに映す。トラペンシートの前面と後面で反射した光の干渉像が見える。
補足：北村）エクスパンダーはガラス棒で代用可。
レーザー レーザービームエクスパンダー 鏡 ホワイトボード（白い紙を貼った板） 小さい穴のあいた物（ワッシャ、etc.） 釘、ねじ、かみそりの刃、くし、etc. トラペンシート（薄いガラス板）
(1)レーザー光を金属物差しの目盛り刻みの部分に当て、反射光が干渉する様子を観察する。
Ｘ線のブラッグ条件のところで、演示として見せるのも良い。レーザー 金属物差し（目盛り1mm刻み）
うなりを観察し、うなりの周波数は何が原因で決まるか調べる
２つの音叉を用意し、片方は磁石をつけて振動数をずらし、各々たたいて音を出す。磁石の位置を変えて、うなりの振動数を観察する。
(1)図のような箱をつける。箱は、側面を切りぬき、２枚の偏光板を図のように直交した向きに貼る。箱の反対側も同様にする。
(2)中に、斜めの壁があるように見えるが、棒を入れても突き抜けてしまう。
偏光板 ２枚（東急ハンズで１枚９００円）
ストローを並べてセロテープでとめておく。２枚作っておく。
ストロー
セロテープ
板目紙
(1)いろいろな反射光を、偏光板を回しながら見ると、光の強度が変化する。
例：遠くの屋根の反射光、机面、黒板面、窓ガラスに写ったカーテン、水たまり、etc.
(2)レーザー光をスライドガラスを使って２つに分け、それぞれを偏光板を通し、強度変化を観察する。
ガラスへの入射角はブリュースターの角度程度にする。ガラスの屈折率1.5とすると、tanθ＝1.5 θ＝56度
偏光板 １枚 スライドガラス（ハーフミラーの代わり） レーザー 白い紙を貼ったついたて ２個
(1)青空を偏光板を回しながら見る。少し明るさが変化する。太陽から９０度離れた方向が、最も散乱光の偏光度が大きい。
(2)コロイド溶液中にレーザー光を通し、それを光の進路と直角の方向から、偏光板を回しながら見る。
偏光板 １枚 レーザー光源（あればビームエキスパンダ）水槽：石鹸水、少量の牛乳を混ぜた水、水槽の中で煙を充満させるなどいずれか
(1)紙に点を書き、上に方解石をのせてこれを見る。２つに見える。
(2)方解石を回す。一点を中心にしてもう一点がその回りを回る。
(3)方解石の上で偏光板を回す。９０度ごとに、点が交互に消えたり見えたりする。偏光方向は互いに直角。
(4)２枚の偏光板を重ね、一方を回して暗黒になる位置を探す。この状態を変えないで、偏光板の間に、方解石、ガラス、セロテープ（を貼ったガラス）を入れて回してみる。明暗を繰り返す。途中で光ベクトルの方向を変えるものがあれば、２枚目の偏光板を通す。
(5)(4)の状態の偏光板に、セロテープを重ね貼りしたガラスを入れて回す。
ディジタルウォッチなど、液晶を使ってある画面上で偏光板を回してみる。方解石結晶 地学から借りる 偏光板 ２枚
ガラス板 セロテープ
セロテープを重ねて旋光させ、偏光顕微鏡の原理を考える。
板目紙 セロテープ
偏光板（東急ハンズで９００円）大きさを合わせて切っておく。
(1)上図のようにセットし、容器を水に入れ、それに徐々にショ糖を溶かしていき、明るさの変化があるか観察する。糖の濃度により旋光角（光ベクトルの回転角）が異なる。
明るさは、実際やってみると、少し明るくなる程度。
互いに直交する偏光板の間に、光ベクトルを回転させる働きを持つ物質があれば、光が２枚目の偏光板も通過する。回転角が大きいほど、通過量が増えるので明るくなってくる。
使用器具：プラスチック容器 水 ショ糖（高価） 化学からもらう 偏光板 ２枚 ＯＨＰ スクリーン
(1)水波発生装置を力学台車に乗せて、波源を動かす。ドップラー効果(1)、衝撃波(2)を見ることができる。
(2)乾電池とブザーを結線し、糸に結んで、振り回す。音程の変化が聞こえる。
低周波発振器 アンプ スピーカー 水槽 水波用点波源 力学台車
単３乾電池 乾電池ボックス ブザー たこ糸
音叉Ａ，Ｂを箱からはずす。
(1)音叉Ａ，Ｂを槌でたたいて音の大きさを確認する。
(2)音叉Ａ，Ｂを槌でたたき、音叉の足を机や黒板に押しあててみる。
(3)音叉Ａ，Ｂを槌でたたき、音叉の足を異なる共鳴箱に押しあててみる。
(4)音叉Ａ，Ｂを槌でたたき、音叉の足をギターの共鳴胴にそれぞれ押しあててみる。(4)では、押しあてる位置によって音の大きさが異なる。
楽器の場合、音が大きくなるのは、胴の共鳴板としての役割が大きいからか？
共鳴箱付き音叉：振動数が異なるもの２個 槌 ギター
図のようにパイプの中に超音波を出す。距離計の読みがパイプの長さ程度になる。
塩ビパイプ 超音波距離計 （製作費用 約６０００円）
(1)ストローの端を図のように切り、よくしごく。
(2)鳴るようになったら、鳴らしながらストローをはさみで切り落としていくと音の高さが変わっていく。
画用紙を丸めて、せみぶえの太さの筒を作っておく。せみ笛に筒を付け、長さを変えて、音を比較する。
せみぶえ 画用紙 （製作費用 約３００円）
(1)２人でプラスチックバネを持って振動させ、定常波を作る。（基準振動、倍振動、３倍振動、・・・・）
(2)なべに水を入れて、よく洗った手でいろいろこする。
(3)水入り風船をマッサージ器で振動させ、ストロボスコープをあてる。
(4)スペースボイスを振り回す。
(5)長さの違う木の棒を落として、音を聞く。
(6)金属棒のちょうど真ん中を片手で持ち、もう片方の手の先に松ヤニをつけてこする。1/4のところを持つと、倍振動になる。
（補足：北村）なべは金属製の取っての付いた中華鍋やすき焼き鍋。指先を石鹸でよく洗っておくことがこつ。油分が少しでもあるとうまく行かない。指先の指紋が震動源となる。スペースボイスは蛇腹のついたホースで口の部分が特殊な形状。金属棒は、木槌で片端をたたいたり、空中でたたいてもおもしろい。他に、モノコード、オルガン管なども併用する。
スペースボイスの代わりにエアコン用のドレインホースでも小さいけれども音は出る。木の棒は堅い物の方がはっきり聞こえる。ストロボスコープ
(1)モーターを回転させ、糸をぶら下げる。ちょうど節の部分をつかむと、定常波ができる。本体の重さを変えたり、回転数の異なるモーターを用意しておくと、波長の違いがよく分かる。
留意点等：余った糸がからまないように注意する。
使用器具：直流モーター おもり 電池、電池ボックス 糸
周波数を変えると様々な定常波が見える。
留意点等：上端部が固定端になる場合と、自由端になる場合がある。上端部に何もつけないと、横に発振しやすくなる。（安定が悪い）
使用器具：低周波発振器 アンプ スピーカー 紙箱
押しバネ（直径30mm、長さ200mmぐらい：東急ハンズで購入）