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エジソン電球に見立てたガラスビン電球の工作実験の動画を視聴し、各設問に答えること。

「動 画」シャープペンシルの芯が光る

「設問1」

エジソンは、ある素材を芯として用いることで、電球の耐久性を飛躍的に伸ばすことに成功した。その素材の優れた物理的・化学的特性について、50文字以内で述べなさい。

「設問2」

フィラメントに電気を流して発する光は、最初は赤黒く、次第に橙色~白色へと変化していく様子が観察できる。これらの光は、いわゆる炎色反応の光とは違い、物体の温度と関係があるらしい。この光の本質とは何か、100字以内で説明しなさい。

「設問3」

この動画の7分過ぎにある大きな変化が起こる。この変化を防ぐにはどうしたらよいだろうか?実験工作としてのアイディアを、発光時間を長く保つための工夫を実験工作の見地から具体的なアイディアを提案しなさい。


◇遠隔授業としての指示:設問1~3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考えをまとめて回答すること。最初に「7/7・氏名」をわかるように記載のこと。(授業開始直後から受付、コメント返信して公開予定。)


コメント一覧


返信2020年7月14日 6:10 PM

24/

7/7・芦 1.竹炭を使用した。竹炭は耐久性、通電性をもち、高温で炭化させた竹炭ほど電気抵抗の値が小さくなる。 2. 電磁輻射というもので、物体の温度に応じた波長の電磁波が輻射されるものである。赤みを帯びた色から高温になるにつれて黄色~白色へと変化していく。これらの光は物体の温度から発せられている光と考えられる。 3. 芯が燃焼してしまったので、この燃焼を抑える方法を考える。実験中の電流を小さくしたり、酸化しないように酸素を抜いたりアルゴンなどの希ガスを充填する。

返信2020年7月7日 6:01 PM

23/

7/7よ 1.竹を用いた竹電池。竹は炭素を多く含んでいるので、加熱すると炭になる。この炭を加熱することで黒炭になり、黒炭はフィラメントとして使うことができる。 2.熱放射。物体が発する熱は温度によって目に見える色が違うということ。温度が低ければ橙色にみえるが温度が高くなればなるほど白色に見える。 3.熱を長時間通したことで空気と反応してしまい芯が燃焼してしまった。対策としては内部の酸素量を調節する(空気を抜く)または熱量を抑える。

    返信2020年7月7日 6:07 PM

    さいえんすヨージ23/

    >1.…加熱すると炭になる…フィラメントとして使うことができる。     → 炭なるメカニズムは?で、竹の黒鉛だとすぐに使える理由は?    >2.…温度によって目に見える色が違う…    → 太陽光との関連も!   >3.…内部の酸素量を調節する(空気を抜く)     → もっと簡単な方法はないか?

返信2020年7月7日 4:53 PM

23/

7/7・荒 1.竹は耐久性が強く、柔軟で堅固でもあり優れている。2.通電による電磁輻射で、物体の温度に応じた波長の電磁波が輻射されるもの。初めは暗いオレンジ色で、だんだんと黄色から白色へと明るくなっていく。人が自然と感じる太陽の表面温度に近づけるための工夫としてタングステンが使われている。3.芯が高温で切れていることから、燃焼を防ぐことが必要である。瓶の中を二酸化炭素の燃焼を抑える窒素やアルゴンなどの不活性ガスで満たすことで、発光時間は長くなると考える。

    返信2020年7月7日 5:43 PM

    さいえんすヨージ23/

    >1.竹は耐久性が強く…優れている。     → 化学的な物性を説明すると良い     >2.通電による電磁輻射…工夫としてタングステンが使われている。     → え?タングステンの説明?    >3.…瓶の中を二酸化炭素の燃焼を抑える     → 二酸化炭素の燃焼?

返信2020年7月7日 4:18 PM

hammer23/

7/7 hammer 1. 竹炭/竹炭を加熱し続けると、炭素が結晶化し黒鉛になる。黒鉛は炭素原子が平面に広がった共有結合でつながり、6角形の網状の構造をつくっている。残りの電子はπ結合により、平面から一定範囲内で自由に動けるので良縁体となる。対して高い電気抵抗も持つため電流を流すと高温になり、発熱し光り始める。 2. 熱放射/高温になると電磁波が可視域に達し発光する。温度が低いときは赤っぽく、温度が高いほど青白くなる。 3.蓄積した熱により燃焼反応が起こり焼き切れたことが原因と考えられる。対策としては窒素ガスを封入することなどが考えられるが、教材として用いるのであれば流す電流を調整するのが手っ取り早いのではないかと考える.

    返信2020年7月7日 4:35 PM

    さいえんすヨージ23/

    >1. …炭素が結晶化し黒鉛に…炭素原子が平面に広が…6角形の網状の…π結合により     → 一定の電気抵抗を持つことも利点だったわけだ    >2. 熱放射/高温になると電磁波が可視域に達し…     → 太陽光との関係も述べると良い    >3.…窒素ガスを封入…    → もっと簡単で手間のかからない方法があるだろう。

返信2020年7月7日 4:09 PM

匿名23/

7/7 口 1.竹を用いた。竹は炭素を多く含み、加熱することで電導性が高く、丈夫なグラファイトになったため。 2.物体の熱エネルギーの大きさによって放出される電磁波が異なり、目に見える色が変わる。 3.シャープペンシルの芯よりも太いもの(炭素棒など)をフィラメントに使う。

    返信2020年7月7日 4:32 PM

    さいえんすヨージ23/

    全体的に考察が弱い >1.…加熱することで電導性が高く、丈夫なグラファイト…     → 例えば、じょうぶとはどういう物性か?    >2.…物体の熱エネルギー…     → もう少し詳しく 映像の内容にあわせて説明すべし    >3.…よりも太いもの(炭素棒など)をフィラメントに…    → まず使えない。光らない…答えが安直。

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