Super Science Highschool

水-アルコール溶液の音速測定

2004年9月8日

新潟県立南高等学校の生徒を招いてのSSHの授業（2回目）が開かれました。
「音速の測定」の2回目の授業です。今回は、アルコール中での音速の測定を行いました。

-概要-

前回と同様、超音波測定装置を用いての測定です。前回は発生装置と検出器を直接水中に入れての測定でしたが、今回はL字型のガラスセルの中にアルコールを封入して、外から測定するように設置されました。

L字ガラスセルはヒーターで覆われ、アルコールの温度は温度コントローラーによって管理されています。アルコールの温度を5℃ずつ上昇させてゆき、音速の温度変化を測定しました。

前回の実験でも書きましたが、音速の測定には距離測定と時間測定が必要です。
距離については、事前に測定された値を用いました。
時間については、ガラスとアルコールとの境界面での反射による波形と、アルコール中を透過した後のガラスとの境界面での反射による波形をオシロスコープで表示し、その時間差をとりました。
あとは得られた測定値から音速を計算し、温度と音速の関係をグラフに表わしました。

実験風景
 
 

2004年8月

新潟県立長岡高等学校の生徒を招いてのSSHの授業が開かれました。
テーマはX線回折について取り扱いました。

2004年7月7日

新潟県立南高等学校の生徒を招いてのSSHの授業（1回目）が開かれました。
テーマは「音速の測定」。超音波測定装置を用いて、空気中での音速と水中での音速を測定しました。
水中での音速については、水温を変化させての測定も行いました。

-概要-

音速の測定には音が伝播する距離と時間測定が必要です。今回の実験では、時間測定についてはオシロスコープの時間測定機能を用いました。
しかし、音源と検出器の間の厳密な距離測定は難しいです（理由を考えてみてください）。
そのため、音源あるいは検出器を移動して、その差を取って距離の測定値とします。
この測定された時間と距離の関係をグラフに表わし、グラフの傾きから音速を求めました。

実験を行ったのは高校2年生の生徒3名。
オシロスコープの扱い方やマイクロメーターの読み方、そして得られたデータをPCに入力してのグラフの作成など、初めての事ながらも楽しく学んで行ってくれたと思います。