• 教材や実験の開発情報

緊急措置:学生の遠隔授業指示は最後にあります。

理科教育法Ⅲスキルアップ実験

「実験タイトル」

コヒーラ検波器の製作_リモコンの原理

「学習項目」

電磁波 波長 LED 信号

「実験概要」

  1. 電磁波をキャッチする装置:電磁波が金属粉末に到達する際に、そのエネルギーによって金属表面の抵抗が著しく低下して電気が流れやすくなるという現象を利用した装置。アルミニウム表面の酸化被膜である酸化アルミニウム Al2O3 は、導電性がないが、電磁波のエネルギーによって局在的に熱が発生する。すると、アルミニウム表面が溶けて、アルミニウム単体 Al がむき出しになって電気が流れやすくなる。金属粉末や球体を用いた場合、接触している部分がわずかであるため、この現象がより顕著に起こる。
  2. 無線通信の原理に応用:この発見は、1890年、金属粉末の電気伝導性を研究していたエドアール・ブランリーによるもので、直後にオリバー・ロッジがこれを検波器に応用したことで、その後の無線技術の向上に大きく貢献することになった。コヒーラという名称は、当初、この現象が高周波により電極と金属粉末同士が「密着する」(cohere)からだと考えられたことによる。この電磁波によって電流を制御できるという考えは、現代のリモートコントロール技術につながる大発見となった。なお、かのニコラ・テスラは、1898年に無線操縦の特許を取得し、ニューヨークのマディソン・スクエア・ガーデンで無線操縦の船舶模型を実演したという記録が残っているという。

「準 備」

プラカップ アルミホイル テープ リード線 LED ボタン電池(3.0V) 圧電素子

「操 作」

  1. プラカップの内側のアルミホイルの導線2本をテープで対極に貼り付ける。
  2. 小さなアルミホイル球を多数作り、プラカップにその1/3程度が埋まるように入れる。
  3. アルミホイルの導線を伸ばしてリード線とLEDと電池(3.0Vボタン電池)を回路に組み込む。
  4. 回路内に電気が流れていないことを確認しる。
  5. 圧電素子を空打ちして回路に電気が流れたことを確認する。

「動 画」

「観察・記録」

  1. 構造解説:どのような作りになっているか?
  2. 観察・結果:気づいたこと・工夫したこと

「考察・教材研究」

  1. 圧電素子のしくみ
  2. アルミニウムと酸化アルミニウムについて
  3. 動作~原理解説:操作によって科学的にどのようなことが起こるのか?
  4. 教育課程上の位置づけ

◇遠隔授業での設問

  1. アルミニウム缶(13.5 g のアルミニウムが 使用されているとする)1 個が持つ電気エネルギー〔C〕を算出しなさい。
  2. この実験において、炭が果たした役割は何か?100文字以内で説明しなさい。

◇遠隔授業としての指示:設問の回答をこの下のコメント欄に直接記入しなさい。出席確認機能も兼ねているので、可能な限り各授業時間内に回答すること。また、最初に「5/12・氏名」をわかるように記載すること。(内容は自動的に指導者に送られるが公開されない設定になっている)


コメント一覧

返信2020年7月7日 6:32 PM
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23/

5/12・荒 1. アルミニウムは電気を通すのに対し、酸化アルミニウムは電気を通しにくい。 2. 検波器に応用されたことで、無線技術の向上に繋がった。また、電磁波によって電流を制御できるという考えは現代のリモートコントロール技術につながる大発見であった。

    返信2020年7月7日 6:40 PM
    さいえんすヨージ

    さいえんすヨージ23/

    教材開発の観点からの幅広い見方を表現して欲しい。回答としては乏しいなー。

返信2020年6月9日 6:34 PM
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23/

6.9佐 1、アルミニウムは金属の単体であり電気をよく通すが、酸化アルミニウムは絶縁体の材料になるくらい電気を通さない。 2、発された電波をキャッチすると回路がつながり電流が流れる性質により、有線によらない無線通信を可能にした。マルコーニの無線にも使われていたようである。

返信2020年6月3日 12:46 PM
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濵口駿作24/

6/3 濵口駿作 1.アルミニウムが電気を通しやすいに対し、酸化アルミニウムは結合に電子を使うため電気を通しにくい。 2. 電磁波を使って簡単に電流を制御出来る事が明らかになり、検波器に応用されたことで無線技術が向上した。また現代においてはリモコンの技術に生かされている。

返信2020年6月2日 9:38 PM
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匿名23/

5/12 村 1.アルミニウムは高い導電性を有しているが酸化アルミニウムは導電性がない。 2.検波器に応用されたことにより、無線技術の向上に大きく貢献した。電磁波で電流を制御できるという考え方は、リモートコントロール技術にまで展開した。

返信2020年5月19日 2:53 PM
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匿名24/

5/12 秋 1.アルミニウムは金属であるが、酸化アルミニウムは金属ではない。 2.この実験によって電磁波を使って電流を制御出来るということがわかったため、無線通信技術の向上、また後のリモコン技術に繋がった。

返信2020年5月15日 12:52 PM
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吉有25/

5/12 吉  (12日に送れませんでしたすみません。次回からは時間内に回答します) 1.アルミニウム…伝導性を持つ   酸化アルミニウム…伝導性を持たない    しかし酸化アルミニウムが電磁波エネルギーにより局所的な熱を発生すると溶け、    おおわれていたアルミニウムがむき出しになることで電気を通すようになる。 2.1890年、金属粉末の電気伝導性を研究していたエドアール・ブランリーによるもので、直後にオリバー・ロッジがこれを検波器に応用した。この発見は現在の無線技術、リモートコントロールのp向上に大いに生かされている。

返信2020年5月12日 1:25 AM
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匿名24/

5/12 田 1.酸化アルミニウムは電子が結合に使われるため、単体のアルミニウムより自由電子が少なく電気を通しにくい。  2.簡単な動作で電流の動きを操れるため、戦時中は無線通信技術の向上、現代では様々なリモートコントロール技術に貢献した。

返信2020年5月10日 10:24 AM
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25/

5/12畑 アルミニウムは非常に電気を通しやすいが(導電性が高い)酸化アルミニウムは電気を通しにくい。(導電性が低い) この実験により電波で電流が制御されていることが判明した。また、電波を感知することができるため、モールス符号を文字化することができるようになった。無線機を作る上での重要な役割を果たすことになった。

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