写真9 写真5と同所にて撮影
露光時間 2秒

5 風景写真撮影
以上のデータより、0.3mm厚のアルミニウム板に、直径0.3mmの針穴をあけたアダプターで、校内を撮影してみた。

写真6 校内を横切る中央道路
露光時間 5秒

今後の課題（第一段階の研究を終えて）今回の目的であるよい針穴写真を撮ることについてはある程度満足している。
露光時間と針穴の大きさとの関係については、実験の条件を工夫して再度取り組んでいきたい。
針穴をもっとちいさくすると回折の影響が出てくると考えられるので、小さい穴の開け方の工夫をしたい。試実験で0.2mmの穴を針で、コーティングして光を通しにくい紙に開けて撮影してみたが、全体に光が透過しているようだった。やはり金属でなければだめなのかと思われた。
第二段階の研究では、針穴を2個以上開けたときの映像を撮ってみることを計画している。
最後に、顧問の先生には、もう使っていないとはいえ高価なカメラを貸していただいたり、暗室作業では遅くまで丁寧にご指導していただきありがとうございました。
7

写真8 正門から本館を望む
露光時間 0.8秒〉

4 小笠郡におけるヒメハルゼミの分布と生態の調査

1 はじめに

6

写真7 校内体育館西より望む富士
露光時間 2.5秒〈

参考文献
Kodak写真大百科事典「針穴写真」で検索したインターネットのホームページ

─ 76 ─

私たちは高校に入るまではアブラゼミ、ミンミ
ンゼミ、クマゼミ、ニイニイゼミ、ツクツクホウ
シ、ヒグラシなどの一般的なセミしか知らなかった。しかし、私たちの学校が建つ前からある、隣の藤谷神社（菊川町東横地）には静岡県内でも分布の限られている「ヒメハルゼミ」というセミがいることを知った。私たちがこれまで知られなかった珍しいセミが、私たちの通っている学校という身近な場所のすぐ隣にいることから、このセミの分布や生態に興味を持った。
文献を探してヒメハルゼミについて情報を集めてみたが、生徒によるセミに関する研究は沢山あっても、ヒメハルゼミについての記述をしているものは見つからなかった。インターネットの検索サイトで検索してみたところ、私たちの学校のある小笠郡菊川町では発見の記録はないが、小笠郡浜岡町や掛川市では生息が確認されていることが分かった。浜岡町のサイトでは「ヒメハルゼミとは小型のセミで、他のセミよりも早い７月上旬から下旬にかけて羽化し集団で鳴くセミである。生息地の森は県の天然記念物になっている。
」とされていた。他県ではヒメハルゼミそのものが天然記念物に指定されている所もあるほど珍しいセミである。

そこで、浜岡町や掛川市に隣接する菊川町や小笠町にもヒメハルゼミは生息しているのではないかと思い、ヒメハルゼミの分布と生態の調査を行うことにした。さらに、ヒメハルゼミの生息する森林の環境条件も調査することにした。

2 生息地の調査及び生態的知見（1）調査方法
ヒメハルゼミの分布・生息を調査するにあたって、ヒメハルゼミは昔からある古い森に住んでいるとされているので、樹の余り切られることのない神社や寺の森林を主に調べることにした。まず、地図上で小笠町、菊川町にある神社の場所を調べた。そして7月上旬から下旬にかけて小笠郡周辺のおよそ50ヶ所程の神社や森を調査した（図1）。調査した神社には既にヒメハルゼミの生息が確認されている浜岡町比木の賀茂神社、掛川市桶田の宝住寺も含めた。
図1

─ 77 ─

調査は主に2つの方法で行った。
① 抜け殻の調査
ヒメハルゼミは小型のセミであり、樹上の高いところにいるため、成虫を見つけることは難しいので抜け殻を探すことにした。ヒメ
ハルゼミの抜け殻も非常に小さく見つけにく
いが、樹の根元や幹などで羽化するため、明るい昼間に根気強く探せば見つけることができる。
② 鳴き声を調査
ヒメハルゼミの鳴き声を聞き生息を確かめる。このセミは昼間にはあまり鳴かず、夕方に鳴くことが多いと言われているので、鳴き声の確認は夕方に現地に行って聞き分けた。
私たちは学校近くの藤谷神社で鳴き方をしっかり覚えて調査にあたった。ヒメハルゼミは小さいセミの割りには鳴き声が大きく、しかも合唱して「ウィーンウィーン」というように聞こえる鳴き方をする。
（2）結果
今年抜け殻を発見できたのは、昨年初めて抜け殻を発見した藤谷神社、元々生息が確認されている浜岡町の比木賀茂神社と、新たに菊川町小出の神明神社であった。ヒメハルゼミの抜け殻は藤谷神社で16個、神明神社で21個、浜岡町の比木賀茂神社で80個であった（表1）
。
表1

（3）考察
ヒメハルゼミを探すために、あらかじめ地図上で調べた50ヶ所程の神社をまわったが、なかなかヒメハルゼミのいる神社には巡り合わず、抜け殻を見つけられたのは藤谷神社、神明神社、浜岡町比木賀茂神社の３ヶ所、鳴き声のみを確認できたのは小笠町川上の森と掛川市桶田宝住寺周辺の２ヶ所で、合計５ヶ所しか確認できなかった。このセミは、分布が限られる非常に珍しいセミであることがわかった。
ヒメハルゼミを発見した藤谷神社と神明神社は500m程しか離れておらず、ヒメハルゼミがどちらかから移動したか、あるいは元々森が繋がっていたことも考えられ、学校や藤谷神社、神明神社の周辺の森にも生息している可能性がでてきた。比木賀茂神社と藤谷神社、神明神社のそれぞれでとれたヒメハルゼミの抜け殻の数は圧倒的に比木賀茂神社が多く、小笠郡では比木賀茂神社がヒメハルゼミの生息に適した環境だといえる。
調査をしていくうちに、いままで思っていたのとは違うことが多くあった。例えば抜け殻を探す時は森の中に多くあると初めは思っていたが、森の中よりもむしを境内でよく見つかり、樹の幹だけでなく意外にも神社の灯篭や階段、建物などの人工物でも見つけた。また、抜け殻は３m以上の高いところでも見つけることができた。さらに、私たちは２回ヒメハルゼミの羽化を観察することができた。１回目は藤谷神社
で7月8日の18時頃、２回目は比木賀茂神社で7月12日の10時頃である。さらに藤谷神社で7月18日の13時頃、羽化直後のヒメハルゼミを発見しヒメハルゼミの鳴き声を確認することができた場所は藤谷神社、比木賀茂神社、神明神社、掛川市桶田の宝住寺周辺と小笠町川上の牧の原台地への道の途中であり、桶田宝住寺は元々ヒメハルゼミの生息が確認されていた場所である。
小笠町川上は、部員が帰宅途中に偶然に鳴き声を聞き発見できたものであり、小笠町では初めて生息を確認したことになる。
また、藤谷神社と比木賀茂神社では羽化をしているヒメハルゼミを見つけた。

─ 78 ─た。私たちはヒメハルゼミの羽化は夜中に行われていると考えていたが、今回観察したのは全て昼間や夕方であった。
調査した神社は、樹がまったくなかったり、植林された樹ばかりだったり、昔からの古い森が残っていたり、様々であった。その中でヒメハルゼミを発見できたのは古い森の神社であったが、古い森が残る神社でも発見できない場所であったが、古い森が残る神社でも発見できない場所も多かった。そこでヒメハルゼミのいる森といない森の条件の違いを調べるため、生息地とそうでない場所の樹の種類や大きさの違いを調べることにした。

表２3 ヒメハルゼミの生息地の環境条件の調査（1）調査方法
ヒメハルゼミを調査した52ヶ所の神社・森の中からヒメハルゼミのいた所、いそうなのにいなかった所を８ヶ所選んで森林の調査を行った。
森林を構成する主な樹の種類と、森林の古さを知ることを目的とし、次のような調査を行った。
① 各森の中で大きく目立つ樹を10本選び、その樹の種類、樹の幹の太さ、その樹の周辺の照度を調査する。
② 落ち葉を採集し、樹の種類ごとに分類して枚数を数えることで、その森に多く生えている樹木の種類を調べる。

表３

（2）結果
調査①の結果を表２、調査②の結果を表３に示す。表中上５つの調査地がヒメハルゼミの生息が確認されている場所である。
この調査の結果、ヒメハルゼミのいる森に生えている主な樹はスダジイであることが明らかになった。また、ヒメハルゼミの生息する森林内の照度は生息しない森に比べ低く、樹が大きく成長して森林内が暗くなっている森に生息しやすいと考えることができる。
（3）考察
調査①で対象となった樹木はイチイガシ、スダジイ、ヤマモモ、ヒノキ、モチノキ、ツガ、クスノキ、クロガネモチ、スギ、ツクバネガシ、ケヤキ、カゴノキの12種で計80本であった。ヒメハルゼミの生息地５ヶ所で調べた計50本の樹木のうちスダジイは38本を占めた（76％）
。一方、生息地でない場所３ヶ所の計30本の樹木のうちスタジイは16本であった（53％）
。
また、森や神社の樹の落ち葉を調べた調査②の結果からも、調査①と同様にスダジイが多くあることがわかった。ヒメハルゼミの生息地から採取した落ち葉のうちスダジイの占める割合は高く（平均83.9％）、生息地でない場所から採取した落ち葉のうちスダジイの占める割合は生息地に比べて高くなかった（平均51.9％）。
これらのことから、スダジイの多くある森がヒメハルゼミの生息条件に関わっていることが予想される。
ヒメハルゼミのいる神社の場合、スダジイが多いだけではなく、森林全体の規模が大きく、照度は低かった。神社につながる背後の森林が発達している例が多いように思われた。
藤谷神社、神明神社、比木賀茂神社、桶田宝住寺では、スダジイの巨木が目立ち照葉樹林の極相林と考えられ、ヒメハルゼミは安定した森林に生息すると考えられる。

─ 79 ─

調査は主に2つの方法で行った。
① 抜け殻の調査
ヒメハルゼミは小型のセミであり、樹上の高いところにいるため、成虫を見つけることは難しいので抜け殻を探すことにした。ヒメ
ハルゼミの抜け殻も非常に小さく見つけにく
いが、樹の根元や幹などで羽化するため、明るい昼間に根気強く探せば見つけることができる。
② 鳴き声を調査
ヒメハルゼミの鳴き声を聞き生息を確かめる。このセミは昼間にはあまり鳴かず、夕方に鳴くことが多いと言われているので、鳴き声の確認は夕方に現地に行って聞き分けた。
私たちは学校近くの藤谷神社で鳴き方をしっかり覚えて調査にあたった。ヒメハルゼミは小さいセミの割りには鳴き声が大きく、しかも合唱して「ウィーンウィーン」というように聞こえる鳴き方をする。
（2）結果
今年抜け殻を発見できたのは、昨年初めて抜け殻を発見した藤谷神社、元々生息が確認されている浜岡町の比木賀茂神社と、新たに菊川町小出の神明神社であった。ヒメハルゼミの抜け殻は藤谷神社で16個、神明神社で21個、浜岡町の比木賀茂神社で80個であった（表1）
。
表1

（3）考察
ヒメハルゼミを探すために、あらかじめ地図上で調べた50ヶ所程の神社をまわったが、なかなかヒメハルゼミのいる神社には巡り合わず、抜け殻を見つけられたのは藤谷神社、神明神社、浜岡町比木賀茂神社の３ヶ所、鳴き声のみを確認できたのは小笠町川上の森と掛川市桶田宝住寺周辺の２ヶ所で、合計５ヶ所しか確認できなかった。このセミは、分布が限られる非常に珍しいセミであることがわかった。
ヒメハルゼミを発見した藤谷神社と神明神社
は500m程しか離れておらず、ヒメハルゼミがどちらかから移動したか、あるいは元々森が繋がっていたことも考えられ、学校や藤谷神社、神明神社の周辺の森にも生息している可能性がでてきた。比木賀茂神社と藤谷神社、神明神社のそれぞれでとれたヒメハルゼミの抜け殻の数は圧倒的に比木賀茂神社が多く、小笠郡では比木賀茂神社がヒメハルゼミの生息に適した環境だといえる。
調査をしていくうちに、いままで思っていたのとは違うことが多くあった。例えば抜け殻を探す時は森の中に多くあると初めは思っていたが、森の中よりもむしを境内でよく見つかり、樹の幹だけでなく意外にも神社の灯篭や階段、建物などの人工物でも見つけた。また、抜け殻は３m以上の高いところでも見つけることができた。さらに、私たちは２回ヒメハルゼミの羽化を観察することができた。１回目は藤谷神社
で7月8日の18時頃、２回目は比木賀茂神社で7月12日の10時頃である。さらに藤谷神社で7月18日の13時頃、羽化直後のヒメハルゼミを発見しヒメハルゼミの鳴き声を確認することができた場所は藤谷神社、比木賀茂神社、神明神社、掛川市桶田の宝住寺周辺と小笠町川上の牧の原台地への道の途中であり、桶田宝住寺は元々ヒメハルゼミの生息が確認されていた場所である。
小笠町川上は、部員が帰宅途中に偶然に鳴き声を聞き発見できたものであり、小笠町では初めて生息を確認したことになる。
また、藤谷神社と比木賀茂神社では羽化をしているヒメハルゼミを見つけた。

─ 78 ─た。私たちはヒメハルゼミの羽化は夜中に行われていると考えていたが、今回観察したのは全て昼間や夕方であった。
調査した神社は、樹がまったくなかったり、植林された樹ばかりだったり、昔からの古い森が残っていたり、様々であった。その中でヒメハルゼミを発見できたのは古い森の神社であったが、古い森が残る神社でも発見できない場所であったが、古い森が残る神社でも発見できない場所も多かった。そこでヒメハルゼミのいる森といない森の条件の違いを調べるため、生息地とそうでない場所の樹の種類や大きさの違いを調べることにした。

表２3 ヒメハルゼミの生息地の環境条件の調査（1）調査方法
ヒメハルゼミを調査した52ヶ所の神社・森の中からヒメハルゼミのいた所、いそうなのにいなかった所を８ヶ所選んで森林の調査を行った。
森林を構成する主な樹の種類と、森林の古さを知ることを目的とし、次のような調査を行った。
① 各森の中で大きく目立つ樹を10本選び、その樹の種類、樹の幹の太さ、その樹の周辺の照度を調査する。
② 落ち葉を採集し、樹の種類ごとに分類して枚数を数えることで、その森に多く生えている樹木の種類を調べる。

表３

（2）結果
調査①の結果を表２、調査②の結果を表３に示す。表中上５つの調査地がヒメハルゼミの生息が確認されている場所である。
この調査の結果、ヒメハルゼミのいる森に生えている主な樹はスダジイであることが明らかになった。また、ヒメハルゼミの生息する森林内の照度は生息しない森に比べ低く、樹が大きく成長して森林内が暗くなっている森に生息しやすいと考えることができる。
（3）考察
調査①で対象となった樹木はイチイガシ、スダジイ、ヤマモモ、ヒノキ、モチノキ、ツガ、クスノキ、クロガネモチ、スギ、ツクバネガシ、ケヤキ、カゴノキの12種で計80本であった。ヒメハルゼミの生息地５ヶ所で調べた計50本の樹木のうちスダジイは38本を占めた（76％）
。一方、生息地でない場所３ヶ所の計30本の樹木のうちスタジイは16本であった（53％）
。
また、森や神社の樹の落ち葉を調べた調査②の結果からも、調査①と同様にスダジイが多くあることがわかった。ヒメハルゼミの生息地から採取した落ち葉のうちスダジイの占める割合は高く（平均83.9％）、生息地でない場所から採取した落ち葉のうちスダジイの占める割合は生息地に比べて高くなかった（平均51.9％）。
これらのことから、スダジイの多くある森がヒメハルゼミの生息条件に関わっていることが予想される。
ヒメハルゼミのいる神社の場合、スダジイが多いだけではなく、森林全体の規模が大きく、照度は低かった。神社につながる背後の森林が発達している例が多いように思われた。
藤谷神社、神明神社、比木賀茂神社、桶田宝住寺では、スダジイの巨木が目立ち照葉樹林の極相林と考えられ、ヒメハルゼミは安定した森林に生息すると考えられる。

─ 79 ─

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
静岡県立韮山高等学校

佐口友規

１年

物理部

青野和也

尾沢崇

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