物理実験で定番の『気柱の共鳴実験』
ざっくり言うと、「音叉を叩いて振動させ、気柱管内の共鳴点を見つけ測定し、そこから音叉の振動数を求めていく」という実験。
<ポイント>
①音速(V)
②波長(λ)
③振動数(f)
<使用する装置・器具>
①気柱共鳴装置
②おんさと槌(たたき棒)
③温度計
水を使わないタイプの気柱共鳴装置です。
水を使わないので準備も片付けも取扱いもラクラク、保管スペース(約1mほど)も取りません。金額も半分くらいで購入できます。
<実験>
おんさを叩いて振動させ管口の付近にかざし、ピストンをスライドさせて共鳴音が一番大きくなるところを測定していきます。(第1共鳴点、第2共鳴点、できたら第3共鳴点)
実験現場の温度の測定し、第1、第2共鳴点から波長λ(ラムダ)を求め、振動数を求めていきます。
※振動数の異なるおんさ(各班にそれぞれ配布)
<確認>
ipadにアプリをダウンロードして測定。
気柱の共鳴装置を使って得たデータから導き出した振動数と、比較して誤差を確認しましたが、各班で異なるため生徒も盛り上がりました。
いろいろな周波数を測定するアプリがあってびっくり。他校の助手さんに教えていただきましたが、とても役立ちました。
振動数と周波数の違いもipadで調べる生徒もいて、ICT活用しているなあと実感しました。
私は「Analyzer」という無料アプリを入れてみました。(評価は低かったのですが・・・)画面はこんな感じ↓。
周波数カウンターと比較しても誤差はなく驚きました。
<考察>
なぜ温度を測定するのか、管の太さは影響するのか、第一共鳴点と第二共鳴点の距離の関係、開口端補正など。
習ってきたことばかりのはずですが、知識と結びつけることはなかなか難しいようです。
<過去実施(水を使う気柱共鳴装置)はコチラ↓>