ヒメハルゼミが確認されていない赤土八幡宮、井成神社、鹿島神社ではスダジイは少なかったり小さな樹が多かったりして森林としての年月が短い印象があった。
同じくヒメハルゼミが確認された小笠町川上の場合もスダジイが多かったが、巨木とはいえずいったん伐採を受けた森林と考えられた。しかし、根元の直径を測定したところ伐採前には巨木があったことが推定されたので、予想としては伐採を受けてもヒメハルゼミが生き延びた可能性がある。
以上のことから、ヒメハルゼミを探す場合の目安として森に生えているスダジイの数を見て、数の多い森を特に調査していけばよりヒメハルゼミを見つけられるかもしれない。しかし、スタジイはごく普通の樹木でありヒメハルゼミを発見しなかった神社や森にもスダジイが生えている所も多いので、やはり樹木の種類以上に樹木の大きさと森林の規模が問題になると思われる。

4 まとめ
今回の調査では全52ヶ所を調査し、ヒメハルゼミの生息が確認できたのはたった５ヶ所で、調査した場所の数のうち１割にも満たない数であった。
今回の調査で生息が確認できたのは、元々分かっていた浜岡町比木の賀茂神社、掛川市桶田の宝住寺、昨年生息を確認した菊川町東横地の藤谷神社、そして新たに発見できた場所は、菊川町小出の神明神社と小笠町川上の牧の原台地へ登る道のわずか２ヶ所だけであった。
このようにヒメハルゼミの調査は難航したが、ヒメハルゼミのいる森といない森に生えている樹の調査をした結果、ヒメハルゼミのいる森には大きいスダジイが多く生えていることがわかり、今後の調査の基準になることを知ることができた。
ヒメハルゼミを探し、神社や森を調べて行く中で、ヒメハルゼミについて私たちが新たに知ったこともあった。ヒメハルゼミも他のセミ同様に夜から朝にかけて羽化をすると思っていたが、昼間や夕方にヒメハルゼミの羽化を発見したり、あまり森深くない神社の境内の建物や灯篭などでも抜け殻を見つけたりもし、いままで思っていたこととは違う事実が実際に調査を進めていく上で分かっていった。

5今後の課題
今回の調査でヒメハルゼミのいる可能性のある森の特徴が多少なりわかったので、今後は、ヒメハルゼミの羽化が始まる前にヒメハルゼミのいそうな神社や森を探し、生息調査をする場所をしぼっておき、今回よりも少ない調査場所の数でより多くのヒメハルゼミの生息地を発見していきたい。
さらに、多くのヒメハルゼミの生息環境条件を調べることで、ヒメハルゼミの生息条件をより明らかにしていきたい。
そして、小笠町で初めて生息することがわかった小笠町川上で、今回は鳴き声しか確認できなかったが、次回は是非抜け殻を発見したいと思う。
6 参考文献・桂 孝次朗・奥野晴三（1995）都市におけるセミのぬけがら調べ 昆虫と自然（30）10
・環境庁（1995）身近な生きもの調査 調査のてびき 環境庁自然保護局
・中尾舜一（1990）セミの自然誌 中公新書
・浜口哲一（1995）セミのぬけがらの見分け方
昆虫と自然（30）10
・浜松市立高等学校 生物部（2001）セミの研究
第１報 理科研究発表論文集
・浜松市立高等学校 生物部（2002）セミの研究
第２報 理科研究発表論文集2002年版
・浜松市立高等学校 生物部（2003）セミの研究
第３報 理科研究発表論文集2003年版
・細田昭博・杉浦享一（2000）浜松市内の校庭で羽化するセミ類Ⅱ 遠州の自然23
・宮武頼夫・加納康嗣（1992）検索入門 セミバッタ 保育者

─ 80 ─〈〉5クラードニの図形

1 研究の動機（2）実験手順
正方形の薄い鉄板の中心部を万力でしっかりと図6固定し、鉄板の上に砂や鉄粉などの細かい粒をまく。一辺を弦で振動させると砂粒が動き出して不思議な模様ができる。この模様を「クラードニの図形」という。私たちは、弦の代わりに電磁石を使うことによって、いろいろな振動数の振動をさせ、多くの模様をつくり、振動数と模様の関係を見出そうと思い研究を始めた。なお、本年度の本校文化祭において３年理数科有志の方がこの研究を発表しており、その論文を参考にした。ただし、先生より正方形の理論はまだ良くわかっていない
ア 図６のようにセットし、振動数を変えていと聞いたので、円形の薄い鉄板でやることにした。
く。共振すると大きな音になり、塩が鉄板の上を跳ね上がり振動しない部分に塩が集まってくるので、模様ができる。その模様をデジ
2 研究の方法
タルカメラで写真を撮る。
（1）材料・実験器具
イ 低周波発信器の振動数の目盛りでは正確な
円形板は直径30cm、厚さ１mm、質量550gの振動数がわからないので、オシロスコープで鉄板を用いた（図1）。電磁石は物理室にあった発信器の正弦波の波形を読み取って振動数を先生手作りのを用いた（図2）。細かい粒として割り出す。なお、実際に振動する鉄板の振動
食卓塩を用いた（図3）。ただし、塩は鉄板や器数は、発信器の振動数の２倍である。なぜな
械に付いたままにしておくと水分を吸って金属ら、鉄板は電磁石のN極でもS極でも引かれるをさびらせるので、実験終了後は念入りな掃除からだ。
が必要である。
ウ 高い振動数になると増幅器のボリュームを低周波発信器（30Hz〜300KHz）（図4）、増幅上げないと共振しない。また、電磁石を鉄板器、振動数の測定用にオシロスコープ（図5）をぎりぎりまで近づける必要もある。
用いた。
3 結果

図1
図2

図4

図3

図5

─ 81 ─

86.8Hz

98Hz

222Hz

238Hz

5 模様の分類
結果の写真より、節直径数、節円数に対応する模様は表４に示したように８種類できた。また、そのときの振動数は表５に示した。
256Hz

434Hz

2778Hz3224Hz

表1 中心を固定した円板のμの値（機械工学便覧より）

588Hz

714Hz

3334Hz3846Hz4770Hz910Hz

1052Hz1176Hz1633Hz

1905Hz理論
鉄板の振動というのは、水面や太鼓の振動と同じ横波である。ただ、太鼓の膜と違って鉄板は非常に硬いので、膜は引っ張っているので張力が関係するが、鉄板は横ずれを元の戻そうとする力「剛性力」といわれるものが関係しているらしい。
そして、電磁石が振動源となり、横波が鉄板を伝わるのであるが、円の縁に到達すると反射する。
その反射波どうしの重ね合わせによって振動が打
ち消しあう部分（節とよぶ）とよく振動する部分（腹とよぶ）とができ、節に沿って塩が集まるので節の線の模様ができるらしいが、鉄板の模様については数式ができていないらしい。
しかし、機械工学便覧によると共振する振動数については以下のような数式がある。
中心を固定された周辺自由の円板の共振振動数［Hz］は

表4 結果より節直径数、節円数に対応する模様の写真

表2 節直径数、節円数に対応する模様（節の線の模様）
本実験で使用した円板の板の厚さt＝1.0×10-3［m］、半径r＝0.15［m］、鉄のヤング率E＝2.0×1011［N/m2］、鉄の密度ρ＝7.87×103［kg/m3］である。これらを（4−1）式に代入すると（4−2）となり、共振振動数は表3のようになるはずだ。

（４−１）

2128Hz2272Hz

2500Hz2702Hzである。ただし、板の厚さt［m］、半径r［m］、鉄のヤング率E［N/m2］、鉄の密度ρ［kg/m3］である。μとは模様の節直径数、節円数で決まる定数である。以下の表1のようになる。節直径数、節円数に対応する模様は表２のようになる。
表3 本実験で使用した円板の共振振動数（理論値）
単位はHz

─ 82 ─

表5 結果より節直径数、節円数に対応する模様の振動数（測定値）単位はHz

6 考察と展望（1）節直径数、節円数に対応する模様の振動数の理論値と測定値を比べると、全く一致していない。近いものさえない。表１の中心を固定した円板のμの値における節直径数、節円数の意味を誤解しているのかもしれない。また、節直径数０、節円数０とは、どんな模様なのか。
（2）節直径数、節円数に対応する模様以外に、共振したときの模様はいろいろとあるが、これはどのような数式で表されるのか。
（3）振動数が低いときには太い線で単純な模様、高くなるほど、線が細く、模様が複雑になっていく。
（4）節直径数１、節円数２の模様・節直径数５、節円数２の模様・節円数３の模様は作ることができなかった。わずかな振動数の違いで大─ 83 ─

5 模様の分類
結果の写真より、節直径数、節円数に対応する模様は表４に示したように８種類できた。また、そのときの振動数は表５に示した。
256Hz

434Hz

2778Hz3224Hz

表1 中心を固定した円板のμの値（機械工学便覧より）

588Hz

714Hz

3334Hz3846Hz4770Hz910Hz

1052Hz1176Hz1633Hz

1905Hz理論
鉄板の振動というのは、水面や太鼓の振動と同じ横波である。ただ、太鼓の膜と違って鉄板は非常に硬いので、膜は引っ張っているので張力が関係するが、鉄板は横ずれを元の戻そうとする力「剛性力」といわれるものが関係しているらしい。
そして、電磁石が振動源となり、横波が鉄板を伝わるのであるが、円の縁に到達すると反射する。
その反射波どうしの重ね合わせによって振動が打
ち消しあう部分（節とよぶ）とよく振動する部分（腹とよぶ）とができ、節に沿って塩が集まるので節の線の模様ができるらしいが、鉄板の模様については数式ができていないらしい。
しかし、機械工学便覧によると共振する振動数については以下のような数式がある。
中心を固定された周辺自由の円板の共振振動数［Hz］は

表4 結果より節直径数、節円数に対応する模様の写真

表2 節直径数、節円数に対応する模様（節の線の模様）
本実験で使用した円板の板の厚さt＝1.0×10-3［m］、半径r＝0.15［m］、鉄のヤング率E＝2.0×
1011［N/m2］、鉄の密度ρ＝7.87×103［kg/m3］である。これらを（4−1）式に代入すると（4−2）となり、共振振動数は表3のようになるはずだ。

（４−１）

2128Hz2272Hz

2500Hz2702Hzである。ただし、板の厚さt［m］、半径r［m］、鉄のヤング率E［N/m2］、鉄の密度ρ［kg/m3］である。μとは模様の節直径数、節円数で決まる定数である。以下の表1のようになる。節直径数、節円数に対応する模様は表２のようになる。
表3 本実験で使用した円板の共振振動数（理論値）
単位はHz

─ 82 ─

表5 結果より節直径数、節円数に対応する模様の振動数（測定値）単位はHz

6 考察と展望（1）節直径数、節円数に対応する模様の振動数の理論値と測定値を比べると、全く一致していない。近いものさえない。表１の中心を固定した円板のμの値における節直径数、節円数の意味を誤解しているのかもしれない。また、節直径数０、節円数０とは、どんな模様なのか。
（2）節直径数、節円数に対応する模様以外に、共振したときの模様はいろいろとあるが、これはどのような数式で表されるのか。
（3）振動数が低いときには太い線で単純な模様、高くなるほど、線が細く、模様が複雑になっていく。
（4）節直径数１、節円数２の模様・節直径数５、節円数２の模様・節円数３の模様は作ることができなかった。わずかな振動数の違いで大─ 83 ─

きく模様が変わるので、見落としがあったかもしれない。また、発信器のダイアルのわずかな回転で振動数が大きく変わってしまうので、全ての振動数を網羅できていなかったのかもしれない。
（5）鉄板以外にベニヤ板やプラスチックの板など素材が違うものだとどうなるか。今後の展望としたい。また、半径や厚さを変えたらどうなるかも挑戦したい。

7 参考文献静岡県立韮山高等学校 理数科3年有志 論文「クラードニの図形」
理化学辞典 第５版 岩波書店
機械工学便覧
振動・波動 有山正孝 著 裳華房〈〉

6 静居場寺谷川付近のカワニナの生息状況−２００３年の調査から−静岡県立島田高等学校
１年
1 研究の動機
私の家の近くの静居寺谷川は、島田市伊太を流れる伊太谷川の支流で、毎年夏にゲンジボタルが飛ぶ。数年前までは一晩に50匹近くのホタルが飛んでいたが、年々数が減少し、今年は一晩に２匹ほどまでに減少した。
中学２年生の頃、年々ホタルが減少していることに気付き、静居寺谷川に数多く生息しゲンジボタルの主な餌となっていると思われるカワニナが減少していることが関係しているのではないか、と考え静居寺谷川のカワニナの生息状況について研究を始めた。
2 今年の研究目的
今年は前年、前々年とは異なる方法で静居寺谷川の一定調査区間内でのカワニナの生息総個体数を調べてみようと思った。
また、カワニナは移動を行うかもしれないと思い移動の程度についても調べようと思った。移動をするとしたらその距離の大小がカワニナの大きさに関係があるかもしれないとも思い、殻の最大横径と移動距離の関係についても調べようと思った。
前年に引き続きパックテストによる水質調査も行おうと思ったが、時刻により水質が変化するかもしれないと思い、同じ調査日の中で時刻別に調べた。

士直洋（1）カワニナの推定総個体数・移動の有無・最大横径と移動距離の関係についての調査方法
調査方法としてはカワニナを個体識別をする方法を用いた。
ア 個体識別の方法
塗料はホルベイン社のアクリラガッシュのアクリル塗料を用いた。さらに塗料を塗った上から瞬間接着剤で塗料の表面をコーティングした。コーティングの材料にボンドやニスも使ったが、マークは脱落してすべて失敗した。
予備実験においてアクリル塗料でマーキングし、瞬間接着剤でコーティングしたカワニナを水槽の中で飼ったところ約3ヶ月半はマークが残ったので、この方法はマークの脱落がない有効な方法であると思いこの方法を使った。
個体識別の番号の決め方は表1、図1に示した。この方法を使えばNo.1からNo.999までの識別が可能である。

3 今年の研究方法
調査範囲は前年、前々年と同じ区間としたがその中に環境が異なる瀬と淵それぞれ４地点ずつ計８地点を定めた。淵が４地点（st.2,st/5,st.7,st.8）でさらに淵（st.2,st.5）を挟んだ瀬4地（st.1,st.3,st.4,st.6）を定めた。下流側から瀬や淵が出現する順に１から番号をつけた。
各調査地点の長さは３mとした。

─ 84 ─進─ 85 ─

表1 色と色の位置による区別