7年の理科では,物理領域で「光」の内容を扱いますが,9年生で取り組む星の明るさや色についての学習を見越し,また大学との共同研究の一環で,当単元の終わりに振り返りや発展的な内容を含めた授業を行いました。
光の内容についてはすでに(美術科においても取り組まれているとのことで),いろいろな光を組み合わせていくと白色光になっていくこと(光の三原色)や,いろいろな色を混ぜていくと黒色になっていくこと(色の三原色),太陽光や白色光がプリズムなどで屈折すると,混ざっていたそれぞれの色の光の屈折率の違いにより光は分散し(分光という)虹のような複数の色の光の帯(スペクトル)が観察できることなどを扱っています。
授業では,それらの既習事項を踏まえながら,お菓子の筒と回折格子(レプリカグレーティングシート)を使って製作した簡易分光器により,いろいろな光源を分光してスペクトルを観察していきました。
まず,太陽光(自然光),蛍光灯,液晶ディスプレイなどのいろいろな光源のスペクトルを観察,スケッチし,それぞれの特徴を捉えるとともに共通点や相違点を見いだしていきました。
今度は,白熱電球を使い,変圧器を用いながら,電球(フィラメント)が低温のときと高温のときとで,スペクトルに違いがあるかどうかを見いだしていきました。併せて,肉眼で実際の光源の明るさや色にも着目していきました。
光源で低温と高温では,光の色の見え方やスペクトルに違いがあることを踏まえ,それが星(恒星)が放つ光とも関連があることに触れつつ,これまでの学習(小学校),あるいは将来の学習(中3や高校)とつながっていることについて伝えながら,当日の授業は終了しました。
出典:https://x.com/starfeelroom/status/1452238574883991554
翌日は今年度最後の授業でしたが,その前半の時間を使って,恒星の明るさや色と温度について,スライドも活用しながら学習の振り返りとまとめを行いました。生徒からは,
・スペクトルは以前見たことがあったので、どういうものかわからなかったから知れてよかったと思いました。
・スペクトルを見ようと思って見たことは少なく、ペットボトルの影や虹などでしかないので、とても貴重な経験になりました。
・小学校のころの学習をつなげて考えることができ、理科のつながりを感じられて面白いな、と思いました。
・更に色々な光のスペクトルを観察してみたいです。
・普段目に入ってくる光が鮮やかな色に分光されて、さらに高温、低温などの温度や光の種類によっても分光色が変わることがとても興味深かった。
・星は温度によって色が違って、シリウスが一番温度が高いと思っていたけど、リゲルという星がシリウスよりも地球からの距離が遠いだけで一番温度が高いことが分かりました。
などの意見や感想がありました。
これから春休みが始まりますが,今回学んだことを生かして,いろいろな光や星を観察してみましょう。さらに面白い,興味深い発見があるかもしれません。

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