〈実験2〉
重さの違う二つのペットボトルの落下速度には差がなかった。落下速度は、実験１の結果とほぼ同様で重力加速度は物体の質量によらず一定であることが確認できた。

の実験では、完全に一致した落下速度にならなかった、これは、落下させる物体として選んだもの
がペットボトルだったため回転による空気抵抗の増加とペットボトルの中に入れた水の影響（水の揺れ）があったのではないかと推測した。実験計
画の反省として、落下物体とカメラの位置、落下
物体の選択方法、落下物体の落とし方、画像の座標を決定する際の誤差などの検討が今後、必要と
思われた。

まとめ
1 実験１、実験２にて落体の法則の確認を行った。
2 データの記録には、DVを利用しPCにて重力加速度の計算を行った。
3 1／30秒ごとの速度の変化率より重力加速度を求めた。
4 9.85m/s2の重力加速度を得た。
5 重力加速度は物体の質量によらず一定であった

表3 実験2 経過時間と速度考察
実験１より落下速度は、時間に比例していることから自由落下運動は等加速度運動であることが分かった。加速度はこの変化の割合（比例定数）なので回帰直線の係数より985cm/s2（9.85m/s2）の加速度（重力加速度）を求めることができた。実際の重力加速度は、9 .8 0 〜9 .8 1 m/s2であり、9.85m/s2とほぼ一致した値を求めることができた。
しかし予測では、空気抵抗の影響により実験値は理論値より小さくなると予測したが実験では大きな値となった、これは、ボールを離すときに下向きに少し力を加えてしまったからではないかと考えた。また、最終審査会場にて「ボールのような表面に粗さのある球体が回転して自由落下する場
合重力加速度が大きくなることがある」との指導を受け、調べたところベルヌーイの定理、および
マグヌス効果の作用によりボールが回転しながら落下する場合、空気抵抗が小さくなるため、実験値のように重力加速度を大きくする原因の一つになる可能性があることが分かった。今後、ボールの回転と落下速度の関係も検討していきたい。
実験2では、重い物の方が早く落ちるのではないかと考えていたが、実験の結果から落下速度は、物の重さに関係ないことが証明され、ガリレオらが提唱したことが正しいと分かった。しかし今回

参考文献
1 ニュートン斉藤晴輝
講談社
2 アイザック・ニュートンⅠ．Ⅱ
ウィストフォール
平凡社
3 ガリレオ・ガリレイ
マイケルホワイト偕成社
4 高校の物理を復習する本
為近和彦
中経出版
5 図解雑学 物理のしくみ
井田屋文夫
ナツメ社
6 物理超入門
山田弘
日本実業出版

─ 40 ─

〈鈴木賞〉

1

光の色と植物の関係３

1 研究の動機
私は、これまで植物を育てる時には、必ず外に出して太陽の光を当てるようにしていました。しかし、光には太陽の光以外にも蛍光灯や白熱灯などさまざまなものがあります。そこで、太陽光以外の光でも植物が大きく育つのか疑問に思い。光
の色と植物の成長との関係について調べてみることにしました。

（1）光の色と発芽
ア 実験方法コマツナ、ダイコン、ニンジン、レタスの種子を使い実験を行った。種子を１時間
水に浸し水を吸収させた後、寒天に10粒ず
つ置き、ダイオードBOXに入れて20分間光を当てる。その後、暗所に置き、発芽の様子を調べる。
イ 結果

2 研究内容過去２年間の研究では、光源に蛍光灯や白熱灯を使い、セロファンで色を変えて実験をしたが、光源から出る熱の影響で植物がしおれてしまうという課題が残った。今年は、光源に熱をあまり出さない３色（赤色、黄色、青色）の光を使い、次のような研究を行った。
（1）光の色と発芽（2）光の色と成長の違い（3）光の色と光合成（4）光の色と発根（5）光の色と屈性?O-Ke/X?@hW-X?@?@?e@?/X?/X?/KO.?@?W.?/X?/X?@?W.?W.?@?/T.?@?@?@?/T.?W-X?@?@?W.?@?/X?@?/T.?@@?/T-T-T.?@@@6Xg@@@@@@@@@@@@@@@@@?@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@?@0R4@?V/e?@@?@@6T&>)Xf@?eV/?V/?V40Ye?*U?V)XV/?e.Y?.Y?eV+Y?gV@HW.R/?@?e.Ye?V/?eV'U?e?S@R@R@HfB1g@M
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全体的に、赤色の光を当てた時の発芽率が高くなることが分かった。しかし、思ったよりも他の色の光との差が小さかった。
（2）光の色と成長の違い
ア 実験方法コマツナ、ダイコン、ニンジン、レタスの種子を使い、光を当てる時間を変えて２種類の実験を行った。
3 実験方法と結果① 実験Ａ〈実験装置について〉
光の色によって成長に差が出るか調べ
実験装置は、牛乳パックと各色の発光ダイオ
るために、８時間光を当てて成長の様子
ード５個ずつ使い下の図のようなのを作った。
を調べる。
その色も電圧を３Vにして、光量が同じになる② 実験Ｂようにした。以下、この装置をダイオードBOX
短時間光を当てただけでも成長に差がと呼ぶ。
出るか調べるために、１時間光を当てて成長の様子を調べる。
〈茎の伸びの測定方法〉
右図のように、実験開始時からの伸びを測定した。

─ 41 ─

イ 実験結果① 実験Ａ

日がたつにつれて光の色による成長の差が大きくなった。赤色の光のときに成長がよくなり、黄色のときに成長が悪く
なった。
② 実験Ｂ

・ 実験結果光の色によって双葉と茎の色に変化があらわれた。黄色と青色の光では、双葉が黄緑色になり、茎は白色のままだった。赤色の光だと双葉は緑色になり、茎は黄緑色になった。実験の結果から、赤色の
光は植物の葉に葉緑体を増やし葉を緑色にすることが分かった。
イ アナカリスの光合成量
アナカリスに光を当て、発生する気泡の数で光合成量を調べた。ダイオードBOXに入れて当てる光を変えることで、光合成量がどう変わるか観察した。
・ 実験結果?
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１時間光を当てただけでは、３日たっても成長の差はあまりでなかった。もう少し、観察を続けたら差があらわれたかもしれない。
（3）光の色と光合成
ア コマツナとダイズの葉緑体の様子
光の色によって、コマツナとダイズの葉の色がどのように変化するか次のような方法で調べた。
・ 種子を１時間水に浸し、土に５粒ずつ植える。
・ 双葉が出るまで暗闇で育て、双葉が出たらダイオードBOXに入れ８時間光を当てて葉の色の変化を観察する。

─ 42 ─

アナカリスの場合、青色、黄色、赤色の順に光合成が盛んになっていくことが分かった。また、赤色の光を当てた時の気泡が一番大きかった。
ウ 硝酸テスト
コマツナとダイズの種子に当てる光の色を変え、体内にためる硝酸の量を次のような手順で調べた。
・ 種子を暗闇で１時間水に浸し、土に植える。
・ 双葉が出た後、暗闇から出してダイオードBOXに入れ、１日８時間光を当てる。
・ ダイオードBOXから出し図のような方法で硝酸テストを行う。

使用した水草・ 実験結果
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あまり大きな差はないが、黄色い光を当てた時に少し数値が高くなり、他の色の光を当てた時に比べ不健全な状態であることが分かった。また、赤色と青色の光は、どちらも同じような数値を示した。

赤色と青色の光を当てた時の発根数が同じになった。伸びは赤色の光のときに大きくなる。暗闇に比べ、赤色や青色の光を当てた方が発根数が大きくなることから、発根に光を関係していることが分かった。また、黄色は２日間の観察では発根しなかった。
（5）光の色と屈性植物が、どの色に対して屈性を示すのか２種類の実験を行って調べた。
ア 実験1
・ 種子を１時間水に浸し、土に５粒ずつ植える。双葉が出たら、図のように白熱灯を真上からあて、まっすぐに伸ばす。

（4）光の色と発根葉の根本付近から発根する水草を使って光の色と発根との関係について次のような方法で実験を行った。
・ 植物を15cmくらいに切りそろえ、生えている根を全て取り去る。
・ 水草をダイオードBOXに入れ８時間光を当てて発根数を調べる。
・ 当てる光を赤色、黄色、青色とすることで光の色による発根数の違いを調べる。

─ 43 ─

イ 実験結果① 実験Ａ

日がたつにつれて光の色による成長の差が大きくなった。赤色の光のときに成長がよくなり、黄色のときに成長が悪く
なった。
② 実験Ｂ

・ 実験結果光の色によって双葉と茎の色に変化があらわれた。黄色と青色の光では、双葉が黄緑色になり、茎は白色のままだった。赤色の光だと双葉は緑色になり、茎は黄緑色になった。実験の結果から、赤色の
光は植物の葉に葉緑体を増やし葉を緑色にすることが分かった。
イ アナカリスの光合成量
アナカリスに光を当て、発生する気泡の数で光合成量を調べた。ダイオードBOXに入れて当てる光を変えることで、光合成量がどう変わるか観察した。
・ 実験結果?
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１時間光を当てただけでは、３日たっても成長の差はあまりでなかった。もう少し、観察を続けたら差があらわれたかもしれない。
（3）光の色と光合成
ア コマツナとダイズの葉緑体の様子
光の色によって、コマツナとダイズの葉の色がどのように変化するか次のような方法で調べた。
・ 種子を１時間水に浸し、土に５粒ずつ植える。
・ 双葉が出るまで暗闇で育て、双葉が出たらダイオードBOXに入れ８時間光を当てて葉の色の変化を観察する。

─ 42 ─

アナカリスの場合、青色、黄色、赤色の順に光合成が盛んになっていくことが分かった。また、赤色の光を当てた時の気泡が一番大きかった。
ウ 硝酸テスト
コマツナとダイズの種子に当てる光の色を変え、体内にためる硝酸の量を次のような手順で調べた。
・ 種子を暗闇で１時間水に浸し、土に植える。
・ 双葉が出た後、暗闇から出してダイオードBOXに入れ、１日８時間光を当てる。
・ ダイオードBOXから出し図のような方法で硝酸テストを行う。

使用した水草・ 実験結果
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あまり大きな差はないが、黄色い光を当てた時に少し数値が高くなり、他の色の光を当てた時に比べ不健全な状態であることが分かった。また、赤色と青色の光は、どちらも同じような数値を示した。

赤色と青色の光を当てた時の発根数が同じになった。伸びは赤色の光のときに大きくなる。暗闇に比べ、赤色や青色の光を当てた方が発根数が大きくなることから、発根に光を関係していることが分かった。また、黄色は２日間の観察では発根しなかった。
（5）光の色と屈性植物が、どの色に対して屈性を示すのか２種類の実験を行って調べた。
ア 実験1
・ 種子を１時間水に浸し、土に５粒ずつ植える。双葉が出たら、図のように白熱灯を真上からあて、まっすぐに伸ばす。

（4）光の色と発根葉の根本付近から発根する水草を使って光の色と発根との関係について次のような方法で実験を行った。
・ 植物を15cmくらいに切りそろえ、生えている根を全て取り去る。
・ 水草をダイオードBOXに入れ８時間光を当てて発根数を調べる。
・ 当てる光を赤色、黄色、青色とすることで光の色による発根数の違いを調べる。

─ 43 ─

〈鈴木賞〉

・

その後、下の図のようなダイオード
BOXに入れ８時間光を当てて植物の変化を観察する。

2 家の周辺の川の水質

その５
沼津市立金岡中学校
３年

・ 実験結果やはり、この実験でも青色の光の方に植物が曲がっていった。実験の結果から植物は青色の光に屈性をもつことが分かった。

・ 実験結果青色の光を当てた植物だけが曲がり、赤色、黄色の光を当てた物はまっすぐのまま
だった。
イ 実験２
赤色、黄色、青色の光を三方から当て、どちら向きに植物が曲がるのかを調べた。
手順は、実験１と同じ方法で、植物を発芽させた後、白熱灯を真上から当てまっすぐに茎を伸ばしてから、ダイオードBOXに入れ植物の変化を調べた。

4 研究のまとめ・ 青色の光で発芽が少しよくなる。
・ 赤色の光のとき、茎の成長がよい。
・ 植物の葉は、赤色の光で緑色を増す。
・ 光合成は赤色の光のときに盛んになる。
・ 発根は、赤、青色の光で多く、黄色では発根しない。
・ 植物は青色の光に向かって曲がっていく。
5 感想
今回の研究では、いろいろな角度から光と植物の関係を調べることができました。研究は大変でしたが、新たに知ることも多く研究の成果も充実しました。また、機会があったら植物がどのように光を見分けているのか調べてみたいと思います。

─ 44 ─

1 研究の動機
小学校５年生の時、川が汚染されて、川に住む生き物が減っていることをテレビなどで見ました。
メダカやゲンゴロウ、タガメなどの生き物に適した環境が減ってきたために、絶滅のおそれが高まっていることを知り、家の周辺の３つの川の汚れを調べてみたくなり、小学校５年生の時から水質を調べてきました。今年も、去年と同様に、１年間の水質を調査し、変化を調べてみたいと思いました。
2 研究の方法
パックテストを使って、pH（水素イオン濃度）、＋
2（亜硝酸）
COD（化学的酸素消費量）、NO−、NH■
2（アンモニア性窒素）を測定しました。調査は、去年の10月・今年の１月・４月・７月に行いました。また、水温は毎月測定しました。生物については、今年は中沢川（上流）に重点を置き、去年の８月以降、５回測定しました。調査地点は、今まで同様、沼川（西沢田）、新中川（若葉町）、
沼川（原）、中沢川（上流）、中沢川（中流）、中沢川（下流）の６ヶ所で、調査内容は、次のとおりです。
ア．パックテストを使って、pHの測定をする。
イ．パックテストを使って、NO2の測定をする。
ウ．パックテストを使って、CODの測定をする。
エ．パックテストを使って、NH4の測定をする。
オ．川の水深を測る。
カ．川の水温を測定する。（１分間）
キ．気温を測定する。
ク．調査地点の天気と時間を記録する。
ケ．川に生息している生き物を調べる。
コ．川の汚れの様子や、水草の様子を調べる。
3 川ごとの結果①沼川（西沢田）
ア．pHの変化
13年10月27日

花島宏

14年 1 月26日
4 月28日
7 月21日
11月 3 日15年 1 月25日
4 月27日
8月 3 日
イ．NO−
2 の変化

7.5
7.5
7.5
7.5
7.5
7.0
7.0

13年10月27日
14年 1 月26日
4 月28日
7 月21日
11月 3 日15年 1 月25日
4 月27日
8月3日
ウ．CODの変化

0.2ppm
0.2ppm
0.02ppm
0.1ppm
0.1ppm
0.05ppm
0.1ppm
0.2ppm

13年10月27日
14年 1 月26日
4 月28日
7 月21日
11月 3 日15年 1 月25日
4 月27日
8月3日
エ．NH＋
4 の変化

8ppm以上（最高）8ppm以上（最高）8ppm以上（最高）8ppm以上（最高）8ppm以上（最高）
6ppm
6ppm
6ppm

8.0

─ 45 ─

幸1ppm
13年10月27日
0.8ppm
14年 1 月26日
1.5ppm（最高）4 月28日
1ppm
7 月21日0.2ppm
11月 3 日0.2ppm
15年 1 月25日
0.5ppm
4 月27日0.2ppm
8月3日
カ．水温の変化は別に記します。
ケ．生物の状況
フナ・コイ・シラサギ・カモ・ハヤ・ザリ
ガニウシガエル・ヒキガエル