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Development of the scientific teaching materials based on the research in microscopic world using interactions between light and substance

Research Project

Project/Area Number 16K00980
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Science education
Research InstitutionSeinan Gakuin University

Principal Investigator

Matsumura Keiji  西南学院大学, 人間科学部, 教授 (40157350)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 塩野 正明  西南学院大学, 人間科学部, 教授 (80235499)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2020: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2019: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2018: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Keywords理科教材開発 / マイクロ波分光の教材 / 赤外分光の教材 / 紫外・可視分光の教材 / セッケン膜の干渉 / シャボン玉の膜厚測定 / X線回折の教材 / エッシャー風タイリング図形の教材 / エッシャー風タイリング図形 / 紫外可視分光の教材 / シャボン玉やセッケン膜の干渉 / 膜厚測定 / シャボン玉の干渉 / エッシャー図形 / 科学教育
Outline of Final Research Achievements

Although light and substances have completely different properties, they constantly interact with each other to enrich the world around us. The purpose of this study is to develop teaching materials using spectroscopy and diffraction methods which base on the interactions between light and substances.
Regarding spectroscopy, we have developed teaching materials related to microwave spectroscopy,infrared spectroscopy, and visible & ultraviolet spectroscopy to investigate the properties of atoms and molecules. As a teaching material that combines spectroscopy and diffraction, we made a low-priced apparatus to measure the film thickness of soap bubbles. Regarding the diffraction method, we made a teaching material for explaining the X-ray diffraction images of crystals and crystal powders. Also, taking inspiration from the arrangement of crystal lattices, we created teaching materials on how to draw an Escher-style design which covers over a flat surface.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

身の回りの環境は、生命系も含めた多種多様な「物質」とそれを取り巻く「光」から構成される。「物質」は原子や分子と呼ばれるミクロの世界の粒子から構成され、一方、「光」は電磁波と呼ばれる電気と磁気の波から構成される。物質と光は全く異なる性質を持つが、たえず相互作用をして身の回りの世界を豊かにしている。それゆえ、こうした相互作用を明らかにし、理解することは自然科学を学ぶための基本となる。
本研究は「光」と「物質」の間にどのような相互作用が存在するかを解説すると共に、その相互作用を利用して物質の性質をミクロな視点で解明する教材となるので、地域社会へ向けた自然科学の啓蒙活動に利用されることが期待できる。

Report

(7 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2022 2021 2020 2019 2018 2017 2016

All Journal Article (14 results) (of which Open Access: 9 results,  Peer Reviewed: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (2 results)

  • [Journal Article] 自然界の形をもとにしたデザイン技法:平面を敷き詰めるエッシャー風のデザインの描き方2022

    • Author(s)
      松村敬治
    • Journal Title

      西南学院大学人間科学論集 17(2), 267-291 (2022)

      Volume: 17巻2号 Pages: 267-291

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  • [Journal Article] 水と灯油の近赤外スペクトルと発光ダイオードを用いた近赤外分光の教材化の検討2021

    • Author(s)
      松村敬治、永野亜弥、松岡亜由美
    • Journal Title

      西南学院大学人間科学論集

      Volume: 17巻1号 Pages: 167-186

    • NAID

      120007172691

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    • Author(s)
      松村敬冶
    • Journal Title

      西南学院大学人間科学論集

      Volume: 16(1) Pages: 175-202

    • NAID

      120006960015

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    • Author(s)
      松村敬冶
    • Journal Title

      西南学院大学人間科学論集

      Volume: 15巻1号 Pages: 243-290

    • NAID

      120006726085

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      松村敬治、塩野正明
    • Journal Title

      西南学院大学人間科学論集

      Volume: 14巻1号 Pages: 249-262

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      塩野正明
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      Volume: 14巻1号 Pages: 263-277

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    • Author(s)
      松村敬治
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      光技術コンタクト

      Volume: 56巻4号 Pages: 14-22

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    • Author(s)
      松村敬治、磯 望、塩野正明
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      Volume: 創刊号 Pages: 53-65

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      塩野正明、松村敬治、山根明弘
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      西南学院大学児童教育学科教育研究論集

      Volume: 創刊号 Pages: 67-81

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    • Author(s)
      松村敬治
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      西南学院大学人間科学論集

      Volume: 13巻1号 Pages: 213-252

    • NAID

      120006355511

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      Volume: 15号 Pages: 478-478

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      塩野正明
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      Volume: 13巻1号 Pages: 343-352

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      松村敬治
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      Volume: 13巻1号 Pages: 323-341

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    • Author(s)
      松村敬治、塩野正明
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      西南学院大学 人間科学論集

      Volume: 12-1 Pages: 83-100

    • NAID

      120005847269

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    • Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] マイクロ波分光を使った液体分子の対称性を判定する教材2020

    • Author(s)
      松村敬冶
    • Organizer
      日本理科教育学会第70回全国大会
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  • [Presentation] シャボン玉の誕生から割れるまでの膜厚を追跡する演示実験2017

    • Author(s)
      松村敬治、塩野正明
    • Organizer
      日本理科教育学会
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Published: 2016-04-21   Modified: 2023-01-30  

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