導入演示実験（波）
311-001 波とは？
横波が進行するとき媒質の各点が単振動することの説明
■準備物：ＯＨＰシート，赤マジックインキ
◆演示法：①ＯＨＰの上に(Ａ)を固定させ，(Ｂ)をスライドさせる。
②スクリーン上には1,2,3,5,7の５ヶ所の部分だけ光が通り，
それぞれの点で赤い点が上下に単振動することが確認できる。
③1と3は位相がπずれ，1と5は同位相であることも赤い点の
上下で確認することができる。
④(Ｂ)を逆に動かすことにより，波の進行に伴う媒質の各点の単振動のよう
すがよくわかる。
311-002 単振動と波 単振動と波の伝搬
■準備物：生徒２０名程度（クラスの人数を２分割して２班にする）
◆演示法：・生徒を黒板の前へ一列縦隊で整列させる。
・生徒にその場で膝の屈伸運動をするように指示する。
ただし、同時にやるのではなく端の者（黒板に向かって左端）から順々にやっていかせる。
つまり、隣の者が屈伸運動を開始したと認めたら自分も屈伸運動を行うというルールで
やらせる。
・端の者は連続的に何回も屈伸運動を行う。
・各生徒の屈伸運動が媒質の単振動で、隣へ運動が伝わっていくのが波の伝搬となる。
▲補足：・「WAVE」という応援をヒントにした。
・同様に、パルス波もさせるとよい。
312-001 音が縦波であることを確かめる
■準備物：固有振動数の同じ音さ ２個、
(１つの音さは共鳴箱付き、他の音さは共鳴板付き)
◆演示法：音さに共鳴板をつけ音の縦波を確かめる。1図のようにして共鳴させる。
Ａを鳴らしてもＢは共鳴しにくい。
2図のようにして共鳴させると大きな共鳴音が聞こえる。
322-001 波の干渉
■準備物：２㍍用巻き尺 ２個、１㍍用物差し １本、釘 ２本、ガムテープ
◆演示法：巻き尺を使って、干渉の結果、強め合う点と弱め合う点を黒板で示す。
巻き尺の裏面に赤マジックで10㎝間隔に縞模様を付ける。
山と山、谷と谷のところはｎλの距離の差があり、山と谷とが
重なり合うところは(1/2＋ｎ)λの距離の差があることを説明する。
節となる点は、時刻が変わってもそのまま節となっていることを理解させるのに便利である。
322-002 回折と干渉
■準備物：ＯＨＰシート２枚、上質白紙１枚。
◆演示法：２枚のＯＨＰシート下に白紙を敷いて薄膜干渉の模様を観察する。
上図のようにＯＨＰシートの面に、天井に光っている状態の蛍光灯の像を見る。
その蛍光灯の見える位置を指で押してやる。すると、ＯＨＰシート２枚間の空気の
隙間が短くなり、光の干渉が起こりやすくなる。色づいた干渉模様が観察できる。
323-001 反射と屈折
■準備物：グラスファイバー中のレーザー光の通過を観察する,
グラスファイバー線（電話ケーブルの廃物）レーザー光源
◆演示法：ファイバー線のＢにレーザー光を入射させた時、Ａからレーザー光の赤い光が
出てくるのが観察できる。つまり全反射によって光が曲って進行したように
観察される。グラスファイバーのケーブル線の代りに棒あめの
プラスチック棒（長さ約２０ｃｍ直径約３ｍｍ）で行うほうが観察しやすい。
323-002 光の反射・屈折
■準備物：ビーカー(中の大)(水９分目まで入れ、牛乳を数滴入れたもの)、
レーザー光源、線香とライター。
◆演示法：空気中から水中へレーザー光を入射させて、反射、屈折する様子を
観察する。レーザー光を水面に入射させ、水面に線香の煙を入れると
光の反射、屈折の様子がよくわかる。教室の電気を消し、少し暗い目にすると
よくわかりやすい。
331-001 定常波
■準備物：ゴムホース（直径0.5～1.0ｃｍぐらいのもので約１０ｍ）
◆演示法：ゴムホースで定常波をつくり観察する。ゴムホースを教室の端から端まで
伸して持ち、先生が適当な振動数の振動をゴムホースに与えたときのみに
定常波ができることを観察させる。なお、手で与える振動数を増加させて
いったときに波長の短い定常波ができることも観察できる。
あとで生徒にやらせてみる。
331-002 定常波
◆演示法：固定端，自由端をもつ定常波を簡単につくれる,風呂や洗面所の水抜き栓に
ついているくさり,手または小型モーターで小さな回転運動を与えると
定常波(？)ができる。特に自由端をもつ定常波の観察はなかなかむつかしいので
おもしろいのでは・・ くさりの張力は上から下へ連続的に変化するので
節から節の長さは連続的に変化する。厳密には回転運動で，振動ではないが
投影すれば振動とみなせる。手で安定した定常波を作るには少々コツがいるが，
いくつかの倍振動を得られるし，長さ，太さの異なるものをいくつか用意し，
生徒にためさせるのもよい。
331-003 定常波
■準備物：アンプ、ステレオのスピーカー(粗大ごみからも入手可。)低周波発振器、
滑車、糸、おもり(20㌘用 数個)、砂袋(水袋可)。
■概要： ・糸は毛糸でよいが蛍光を発する釣り用の芯が見やすい。
・アンプのボリュームを上げすぎない。
・糸の長さ１㍍、おもり20㌘のとき、20～30Ｈｚで基本振動を起こす。
２，３，４，５倍まで充分安定した定常波ができる。
・スピーカーと糸のつなぎ目には、ゼムクリップを伸ばしたものをガムテープで取り付け、
ここに糸を結ぶとよい。
◆演示法：・おもりを一定にして周波数を上げていくと、きれいな２倍、３倍・・・振動が得られる。
・おもりを変えて実験をする。
・定常波の振幅が大きいため、倍振動にすると糸の長さが変わる。そのため、定量的に
取り扱いにくいので生徒には見せるだけになる。
・スピーカーの良いのを手に入れること。
・小さいスピーカーは低音に不向き。したがって大きなスピーカーを。
・糸は2～3㍍ぐらいの長さでも、また何本取り付けても美しい定常波が観察できる。
・スピーカーを水平にしてもよいので、教室の端から端までの定常波も可能。
331-004 定常波
■概要：固定端、自由端、固有振動
■準備物：少し太めの鎖(１㍍程度)、小黒板
◆演示法：少し太めの鎖の上端を持って適当な回転数で回転させる。
(回転数を変えられるモーターをつければ実験しやすい)。
後方に小黒板を置いて前から見れば固有振動がみられる。
倍振動になるほど、回転数を大きくしなければならない。
(基本振動に近い場合は、充分ゆっくりと小さい振幅で回転させること)。
備考 地震に対するビルの話に発展
