応用物理学会東北支部

第24回リフレッシュ理科教室

どこまでも続くよ！光のトンネル

目次• 「リフレッシュ理科教室」の開催にあたって
公益社団法人応用物理学会
人材育成・教育企画委員会委員⻑ 米田 稔
• 「リフレッシュ理科教室」の開催にあたって
公益社団法人応用物理学会東北支部
支部⻑ 百生 敦• 理科工作『どこまでも続くよ！光のトンネル』• 実行委員リスト• 協賛企業、賛助会員広告

りかきょうしつ

かいさい「リフレッシュ理科教室」の開催にあたって
こうえきしゃだんほうじん

おうようぶつりがっかい

じんざいいくせい きょういくきかくいいんかい

り か きょうしつぜんこくじっこういいんちょう

公益社団法人

応用物理学会

人 材 育 成・ 教 育 企画 委 員 会

リフレッシュ理科 教 室 全 国 実 行 委 員 長

よねた

米田

みのる

か だいがくおかやま り稔 （岡山理科大学）

しょうちゅうがくせい＜小 中 学 生 のみなさんへ＞
はひあおそら

きもちあか

こうよう

ゆ う やこころあたためくもそら

晴れの日の青い空は気持ちを高揚させ、赤い夕焼は 心 を 温 めてくれます。空がたくさんの雲で
おおくら

き ぶ ん

くも

みも よ う覆われると暗い気分になりますが、この雲をよく見るときれいな模様をまとっていることもありま
あめ

ひくもあまつぶあおいた

あ め あす。また、雨の日には雲から雨粒が落ちてきますが、当たっても痛くないですね。そして、雨上がなないろにじし ぜ んみげんしょうおりには七色の虹を見つけたこともあるでしょう。みなさんはこのような自然の現 象 がなぜ起きるか、
ふしぎ

おも不思議に思うことはありませんか。

．．
みべ ん りわたし
また、 私 たちの身のまわりには便利なものがたくさんあります。しかし、どうしてテレビにア
うつで ん わとおつかはな

かたはなし

れいぞうこ

イドルが映るのか、電話やスマートフォンを使うと遠く離れた方と 話 ができるのか、冷蔵庫でジ．．． かん
じどうしゃ
うごひュースが冷えるのか、どのようにして自動車は動くのかなど、ふしぎに感じることはありませんか。
．．． かん．．．
かんがみなさんが「なぜ？どうして？」とふしぎに感じ、そのしくみについて 考 えようとすることは．．． か い け つ
り かたいせつす ば
とても大切で素晴らしいことです。
「理科」は、みなさんのふしぎを解決し、「そうか！こんなふう．．
た い せつりかいになっていたのか！」と理解するためのとても大切な一つの学問です。
りか きょうしつりかたのかん「リフレッシュ理科 教 室 」では、みなさんに「理科は楽しいな！おもしろいな！」と感じてもら．．
たの
こ う さく じ っ けん
こ う さくちょうせん
つくようい
えるように、楽しい工作実験を用意しました。さあ、工作に挑 戦 しましょう。そして、作ったもの．．． かんがしつもん
そうだん
まちのしくみを 考 えてください。みなさんからのたくさんの質問や相談をお待ちしています。
＜教師・保護者の皆様へ＞
未曾有の惨事となった東日本大震災（2011 年 3 月）からすでに 10 年以上経ちますが、現在でも完全に復興したとは言えず、まだ道のりは長いと考えられます。さらに、毎年のように全国各地で頻発する大規模な災害に対して、復興と危機の克服に向けた取り組みが求められています。資源の乏しい我が国において復興を成し遂げ、安全に暮らしていくためには、科学技術開発やこれを支える優れた人材の育成が不可欠です。応用物理学会は、人類の豊かな暮らしに資する科学技術の研究開発を目指す人たちで構成する公益法人として、次世代の研究者や技術者の育成に寄与することを目指して活動しております。
1997 年より毎年、全国各地で学校の先生方に科学技術の素晴らしさをご紹介する「リフレッシュ理科教室」を主催し、学校教育現場で利用できる理科実験や教材工作の紹介や最新科学技術を知る機会の提供を行っております。併せて、全国各地の団体や先生方のご協力・ご支援を戴きながら、生徒・児童向けの理科教室を開催して参りました。
さて、2020 年度以降、新型コロナウイルス感染症の拡大によって、「リフレッシュ理科教室」の多くも対面開催を中止せざるを得ませんでした。しかし、コロナ禍で学びの機会が減る中、少しでも科学技術に触れる機会を提供しようと、インターネットを用いた「オンライン理科教室」の開催に取り組んでおります。2022 年は、各地域の公共団体等のご協力を戴き、且つコロナ感染症に対する対策を講じた上で「リフレッシュ理科教室」を実施できるよう慎重に準備・検討を行い、併せて「オンライン理科教室」の充実にも取り組んでまいります。
私たちは、未解明の自然現象と対峙し、科学技術によって生み出された多くの製品に囲まれて生活し．ています。自然現象や物理現象を解き明かし、新しい技術を開発する源になる学問が「理科」です。応
用物理学会は、学校教育における「理科」教育のご支援や生徒・児童の皆さんに新鮮な興味と感動を体験できる「リフレッシュ理科教室」を提供することで、未来社会を科学技術面からリードする「理科」好きな生徒・児童が増えることを願っています。今後ともご支援をお願い申し上げます。
謝辞

公益社団法人応用物理学会の「リフレッシュ理科教室」は、応用物理学学術・教育奨励基金、応用物理学会将来基金によりご支援いただいています。

りかきょうしつ

かいさい「リフレッシュ理科教室」の開催にあたって
こうえきしゃだんほうじん

おうようぶつりがっかい

とうほく し ぶ

しぶちょう

公益社団法人 応用物理学会 東北支部 支部長
ももせ百生
しょうがくせいあつし

とうほくだいがく

敦（東北大学）

ちゅうがくせい＜ 小 学 生 ・中 学 生 のみなさんへ＞
せいかつ

ふ

しぎ

かん

す

ふだんの生活で、みなさんは不思議だなと感じたことがありますか？たとえば、いろいろなものを吸い
つじしゃく

おおぞらなないろにじなんけんさく

わたし

せいかつ

付ける磁石、大空にかかる七色の虹、何でもすぐに検索できるインターネットなど、どれも 私 たちの生活
みぢか

なにげ

みつかに身近なことばかりですが、それらのしくみはどうなっているのでしょう？ 何気なく見たり使ったりしかんがたいせつ

ふ

しぎとりか きょうしつ

あていることでも、なぜ？どうして？と 考 えることはとても大切なことです。そんな不思議を解き明かし、わおもしろおもかがくり

か分かった！面白い！と思わせてくれるのが科学（理科）です。この「リフレッシュ理科 教 室 」では、みなけいけん

りかぼうけん

またのさんがこれまでに経験したことのないワクワクするような理科の冒険が待っています。さあ、おおいに楽しんでください！

＜教師・保護者の皆様へ＞
応用物理学会は、物理学と工学を結ぶ学問領域を中心に活動している公益社団法人で、1946 年に発足しました。現在、大学、産業界、公的研究機関等の研究者を中心に 1 万 8000 人を超える会員を擁する、日本では最大級の学会のひとつで、半導体、フォトニクス、新素材など、時代に応じて、物理学と工学との接点にある最先端研究課題に取り組みながら、活発な学術活動を進めてきました。
応用物理学会の重要な事業のひとつが、人財育成・教育事業であり、この「リフレッシュ理科教室」はその中心的な役割を果たしています。小中学生および小中学校教員を対象としており、学校ではなかなか実施できないような内容を含んだ科学実験を体験できる教室となっています。
応用物理学会東北支部では、このリフレッシュ理科教室を 20 年以上にわたって継続しております。
コロナウィルス感染拡大に伴う行動制限の影響は、リフレッシュ理科教室にとっても大きいものがありましたが、今年度も東北全県で開催させていただきます。昨年と同様の形態でのオンライン開催とする回もございますが、対面で準備させていただいている会場もございます。また、コロナ禍での試みとして、リフレッシュ理科教室に参加できない方々に教材とテキストブックの無償配布を行い、好評をいただいておりました。これについても今年度も継続いたします。
科学技術の将来を担う子供たちが、科学に対する興味や知的好奇心を高め、様々な経験を活かしながら、大きく飛躍し成長して行くことに、リフレッシュ理科教室がすこしでも貢献することを願っております。

理科工作『どこまでも続くよ！光のトンネル』

光のトンネルは2018年度リフレッシュ理科教室（東海支部）で提案された岡島茂樹先生の発案によるもので、図などはその時のテキストから引用しました。

第24回リフレッシュ理科教室

どこまでも続くよ！光のトンネルー工作編ー
応用物理学会東北支部

つくってみよう！
マスコットキャラクター
理科メレオン

1

STEP 0
使う部品を確認しよう
ハーフミラー
全反射ミラー（各1枚）

型紙（1枚）

円筒クリアケースとフタ（各1個）

3原色LED（4本）

厚い両面テープ（1枚）

⿊画用紙（1枚）

2

ボタン電池 （1個）
電池ホルダー（銅線つき）（1個）
厚紙（1枚）

STEP 0
使う道具を確認しよう
セロテープ

⿊色ビニールテープ

両面テープ

押しピン
（穴が開けばOK!）

はさみ
定規

安全に気をつけて使ってね！

3

STEP 1
ハーフミラーと全反射ミラー
ハーフミラー

全反射ミラー

ハーフミラーは光にかざすと向こう側が少し見えるよ※太陽は絶対に見ないでね！

4

STEP 2型紙をミラーに貼ろう
ハーフミラー

全反射ミラー
それぞれの型紙のうら(円内）に両面テープ2枚でミラーを貼りつけよう

全反射ミラーは、鏡面側（保護シールが貼ってある）に型紙を貼るよ！
ハーフミラーは表裏のどちらに貼ってもいいよ！

5

STEP 3
はさみでミラーを切り抜こう

円に沿ってはさみでミラーを切ろう

このとき型紙の裏にはミラーがついているよ6

STEP 4
⿊画用紙を切り抜こう⿊画用紙を255mm×35mmで切り取る
255mm
35mm
つぎに画用紙に印をつけよう
⿊丸のところにあとで⽳をあけるよ4
17.5

20616161

10[mm]

最後にここ（10mmのところ）に両面テープを貼るよ
3cmの⻑さのテープを、半分外側にはみ出すように貼ってね！

7

STEP 5
クリアケースの内側に、⿊画用紙を巻き付ける
まず両面テープで固定するよ

内側を一周させて、端に貼った両面テープで固定

画用紙に書いたしるしが内側から見えるように貼ってね！
あと上からはみ出したところは、はさみで切ろう

8

STEP 6
目打ちでLEDの足が通る穴を開けよう
STEP4の⿊丸のところに穴を開けよう

押しピンで開けよう！
下に段ボールを敷いておくとあけやすいよ直径1mmの穴を計8個あけたよ！
画用紙とプラスチックは貫通させよう9STEP 7
全反射ミラーをクリアケースの底に貼ろう

全反射ミラー裏面に両面テープを貼る

後ではがせるように表面の保護シールを3cmほど折っておく

ミラーをクリアケースの底に貼るミラーが側面に接触して反射映像が歪んでいないことを確認してね！
歪んでいるようなら、側面に接触しないよう調整しよう

10

STEP 8
ハーフミラーをフタに貼ろう
ハーフミラー裏面の保護シールをはがす

表の保護シールを折り曲げてフタにはめ込む
その後ミラーの端をセロテープでとめる

小さく切ったセロテープで軽くとめよう！

型紙と保護シールを全部はがし、また2箇所をセロテープでとめよう

11

STEP 9次はLEDを使うよ！
LEDには向きがあるから注意！

足の短い方がマイナス（−）

足の⻑い方がプラス（＋）

逆につけると光らないから気をつけてね！

12

STEP 10
クリアケースにLEDを差し込もう
4つのLEDを内側からとりつけようケースの上のほうがプラス（足の⻑い方）だよ！

ケースの外側で足を広げてLEDが抜けないようにしよう

上下それぞれの穴にLEDの足を一本ずつ通してね13

STEP 11
全反射ミラーの保護シール、型紙をはがしてフタをする
ちょっと取り付けがむずかしいよ！

だんだん形になってきたよ！

14

STEP 12
電池ホルダーにつながった銅線の極性を調べよう
上がプラス(+)側

プラス側の銅線はどちらかにつながっていればOK!

プラス側（＋）

マイナス側（−）

15

STEP 13
電池ホルダーをクリアケース側面に貼る
電池ホルダーに厚い両面テープを貼るクリアケースの側面に貼る！

電池ホルダーは、クリアケース側面のLEDの穴と穴の中間あたりにつけてね！
プラス（＋）の銅線が上側（ハーフミラー側）にくるようにとりつけよう！

16

STEP 14電池からの銅線をLEDに巻きつける
プラスの銅線はLEDのプラスの足（上側）だけ
マイナスの銅線はLEDのマイナスの足（下側）だけにつけよう

銅線はLEDの足に2回しっかり巻き付けてね！
（接触がわるいと光らなくなっちゃう）
プラスの銅線とマイナスの銅線を接触させたらダメだよ！

17

STEP 15
全部のLEDに配線しよう
線がぬけないようにLEDの足を折り曲げよう
４つのLED全部をつなげてね！

LEDの足もプラスとマイナスが接触しないよう気をつけて！

18

STEP 16
電池をつなげてみよう！
明るいところ暗いところ

ハーフミラー側からのぞくよ！

4個のLEDが光ることを確認してね！
光らないときは銅線とLEDの接触を見なおそう

19

STEP 17
銅線をセロテープで固定しよう
光ることを確認したら、銅線をセロテープで固定しよう

セロテープでとめる

20

STEP 18
LEDの足を⿊ビニールテープでとめよう
４か所あるよLEDの足はビニールテープでとめる
21

STEP 19完成！

厚紙

電池ホルダーに厚紙をはさんでスイッチがわりにしよう！

22

第24回リフレッシュ理科教室
どこまでも続くよ！光のトンネルー原理編ー
応用物理学会東北支部

りかい

しくみも理解しよう！
マスコットキャラクター
理科メレオン1

ひかりとはたいようのしろいひかり

しろいひかりがわかれると、にじになるみずのつぶ

たいようのしろいひかりには、いろんなのいろの、ひかりがまじっている2

モノを目で、にんしきするしくみ
いろがみえるしくみ

のうが、あかいものとにんしきする

いろんないろのひかり（しろいひかり）がリンゴにあたる

あかいひかりがたくさんはんしゃする

あかいがいのひかりはリンゴにきゅうしゅうめのなかの、あかをかんじる
センサがはんのう

モノは、あるひかりははんしゃして、べつのひかりはきゅうしゅうするせいしつをもっている
また、ヒトはひかりを、目のセンサでかんじてモノをにんしきしている3

カガミのしくみ
ぎ
んのまく

ガラ
ス

りんごがみえる

ひかりがはねかえる
＝はんしゃ

ひかり

カガミには、うすいぎんのまくがついていて、ひかりをはんしゃする4

ふしぎなカガミ（ハーフミラー）
ぎんのまくがうすいときはどうなる？

50
ひかりがすりぬける＝とうか50ひかりがはねかえる
＝はんしゃ

ひかり

100
はんしゃと、とうかが、はんぶんずつ＝ハーフミラー
5

マジックミラーのふしぎなかから、そとは見えないけど、そとから、なかは見える、なぜ？？？
6マジックミラーのしくみ
ハーフミラーAB
あかるさ
１００のへや

あかるさ
２０のへや

Aのへやはみえない。。

Bのへやがみえる！

１０

５０
１０

５０

よわいひかりは、つよいひかりに、かきけされてしまう
7

クイズ
どちらもおなじあかるさのへやだったら？
ハーフミラーAB
あかるさ
１００のへや

あかるさ
１００のへや

自分もみえるし、Bのへやもみえる！
５０

５０

５０
５０

あかるさにちがいがないと、マジックはおきない
8

こうさくのねらい
カガミLED

ハーフミラー

じぶんでつくって、たしかめてみよう！
9

実行委員リスト

実行委員
応用物理学会東北支部
百生 敦
東北大学多元物質科学研究所支部⻑
宮﨑 讓
東北大学大学院工学研究科
副支部⻑
小澤 祐市
東北大学多元物質科学研究所
庶務幹事
上田 亮介
東北大学多元物質科学研究所
庶務幹事
江島 丈雄
東北大学国際放射光イノベーション・スマート研究センター
兼 多元物質科学研究所
会計幹事
大兼 幹彦
東北大学大学院工学研究科
企画幹事
渡邊 良祐
弘前大学理工学研究科
企画幹事

現地実行委員【⻘森県】
中澤 日出樹渡邊 良祐
島田 透
佐々木 崇徳弘前大学大学院理工学研究科 東北支部企画運営委員・現地実行委員⻑
弘前大学大学院理工学研究科 東北支部企画運営委員
弘前大学教育学部 東北支部企画運営委員
⼋⼾工業大学 大学院工学研究科 東北支部企画運営委員

【秋田県】
淀川 信一
河村 希典
⻑⾕川 崇
田中 将樹

秋田大学大学院工学研究科 東北支部企画運営委員・現地実行委員⻑
秋田大学大学院工学研究科 東北支部企画運営委員
秋田大学大学院工学研究科 東北支部企画運営委員
秋田工業高等専門学校 創造システム工学科 東北支部企画運営委員

【岩手県】
阿部 貴美
⻑田 洋
向川 政治

岩手大学理工学部 東北支部企画幹事 ・現地実行委員⻑
岩手大学理工学部 東北支部
岩手大学理工学部 東北支部企画運営委員

【山形県】
原田 知親
大音 隆男
成田 克
山田 博信

山形大学大学院理工学研究科 東北支部企画運営委員・現地実行委員⻑
山形大学大学院理工学研究科 東北支部企画運営委員
山形大学大学院理工学研究科 東北支部企画運営委員
山形大学大学院理工学研究科 東北支部企画運営委員

【宮城県】
大兼 幹彦
大草 芳江

東北大学大学院工学研究科 東北支部企画幹事・現地実行委員⻑
特定非営利活動法人 natural science・東北支部企画運営委員

【福島県】
遠藤 拓
池田 正則
羽田野 剛司道山 哲幸
石川 瑞恵

日本大学工学部 東北支部企画運営委員・現地実行委員⻑
日本大学工学部 東北支部幹事
日本大学工学部
日本大学工学部
日本大学工学部

主催
応用物理学会東北支部共催（県順）
弘前大学理工学部電子情報工学科
秋田大学大学院理工学研究科
秋田工業高等専門学校
秋田市教育委員会
東北大学
日本大学工学部
後援（県順）
⻘森県教育委員会
弘前市教育委員会
光環境DX研究学会
郡山市教育委員会
協賛
富士電機津軽セミコンダクタ株式会社
株式会社 ミクニ株式会社 成瀬理工
DOWAセミコンダクター秋田株式会社
Tianma Japan 株式会社
アダマンド並木精密宝石株式会社
株式会社 カミテ株式会社 ゼロニウム株式会社 ホクシンエレクトロニクス
マナブデザイン株式会社
株式会社 三井光機製作所
三共光学工業株式会社
株式会社 山王電機製作所
東北化学薬品株式会社
株式会社 武藤電子工業
有限会社 サイカツ建設
特定非営利活動法人 光環境DX研究学会
株式会社 和泉テック
株式会社 レイテック
美和電気工業株式会社
宝化成機器株式会社株式会社 東栄科学産業
株式会社 プレスト
共助会員
一般財団法人 材料科学技術振興財団

協賛企業、賛助会員広告