偏光現象から始める〈光と物質の相互作用〉教材の開発研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12680164
• Research Institution: Miyagi University of Education
• Principal Investigator: 千葉 芳明 宮城教育大学, 教育学部, 教授 (40113881)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 本田 亮 鳴門教育大学, 学校教育学部, 助教授 (50199577) ; 神田 展行 大阪市立大学, 理学研究科, 教授 (50251484) ; 永田 英治 宮城教育大学, 教育学部, 教授 (20164428)
• Keywords: 偏光現象 / 着色現象 / 高分子シート / 屈折の法則 / 補色の関係 / 学生実験 / 演示教材 / 物理教育

Research Abstract

1.高分子シートを用いた偏光現象の教材化
光とは何か、色とは何か、光が物質を透過するとどうなるのであろうか、といった光の諸現象についての学習意欲を喚起する教材として、偏光板と高分子シートを用いた着色現象の学習教材を開発した.。本年度は、これまで研究してきた大学における学生実験のための教材をまとめた。2枚の偏光板の間にはさんだ、高分子シートの厚さを変えたとき、透過する光のスペクトルがどのように変化するかを追究するプログラムを提案した。
[本田亮他:高分子シートを用いた偏光現象の教材化、応用物理教育、Vbl.26 No.1 2002.21-24]
2.屈折の法則の理解を深める演示教材の製作
屈折現象は光現象の中でも特に基本的な事項である。また、偏光による着色現象を理解する上でも重要な概念である。この屈折の法則の本質を易しく理解するために、簡易な演示器を製作したこの演示器の最大の特徴は入射角の大きさが変化すると、自動的に屈折角も変化することである。実際の屈折の実験とこの演示とをあわせて観察することのよって、任意の入射角、屈折角で屈折の法則(Snellの法則)が成り立っていることを視覚的に捉えることができる。さらに、光子の運動量の変化をこの演示器を活用して説明することができる。
[張 力他:屈折の法則の理解を深める演示器の製作、応用物理教育、Vol.26 No.1 2002.89-91]
3.偏光による着色現象をもとに補色の概念を理解する教材を製作
無色のものから色を生みだす不思議さ、また,色の異なる2つの光を加えあわせると白色になる現象を追究した。
[千葉芳明他:偏光による着色現象補色と白色光の演示教材、応用物理学会,応用物理教育分科会物理教育に関するシンポジウム講演概要集43-44.]

Research Products

• [Publications] 本田亮, 佐藤浩, 千葉芳明: "高分子シートを用いた偏光現象の教材化"応用物理教育. vol.26・No.1. 21-24 (2002)
• [Publications] 張力, 田幡憲一, 本田亮, 千葉芳明: "屈折の法則の理解を深める演示器の製作"応用物理教育. vol.26・No.1. 89-91 (2002)