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開田高原1日目

2011年05月15日 | 日記
5月10日(火)

 今日は、高校一年生は開田高原へ合宿オリエンテーションに出かけました。
 理科部員としては、道中の自然を報告したいと思います。


 恵那サービスエリアにて見つけた植物です。
 名前、忘れました。ごめんなさい。


 恵那のサービスエリアでは、オオヤマザクラが満開でした。
 名古屋とはちょうど1ヶ月ほど遅れているようです。


 雨が降り続く、木曽川です。


 山は雲の中です。


 進むたびに雲も厚くなってきます。


 川は、雨と霧のためにほとんど見えなくなりました。


 だんだん、川幅も狭くなり、河原の石も大きくなってきました。


 水力発電用のダム湖です。


 ダム湖の上流です。


 さらに上流になると、このように河川敷の石は角張ってきて、大きくなります。


 もっと大きな岩がごろごろしています。


 少し川幅の広い部分もありました。


 開田高原に入りました。コブシの花が咲き始めていました。
 開田高原は、春になったばかりのようです。
 このように、標高が高いと花の咲く時期が遅れるのです。
 原因は、気温の違いにあります。先週の朝は0℃だったそうです。


 生えている樹木にも変化が見られます。
 この白い樹皮の木は「シラカバ」です。
 比較的標高の高い所に生える植物です。


 桜もこれからのようです。


 体育館で入所式を行いました。その時の様子です。

 理科部員としては、自然を中心にこの3日間を紹介し続けたいと思っていますが、雨続きの天気なので、どれだけできるかはわかりません。
 では、また、明日報告します。



プランクトンの観察

2011年05月15日 | 日記
5月9日(月)

 今日は、生物観察の基本である顕微鏡の操作を部員全員が覚えてみたいと思います。

 高校一年生では、ミクロメーターの使い方を学ぶことになります。
 しかし、実験の時間も少ないため、全員ができるようになることは難しいようです。
 理科部は「プランクトンの観察」を使い、全員ができるまで観察をしたいと思います。


 これが接眼ミクロメーターです。
 接眼レンズの中に設置します。倍率によって目盛りの長さが変化します。


 これが、対物ミクロメーターです。
 目盛りの大きさは1目盛りが10マイクロメートル(0.01mm)と決まっています。


 接眼レンズと対物レンズをあわせたところです。
 接眼レンズの目盛りが重なったところを探します。
 (対物レンズの目盛り)×10÷(接眼レンズの目盛り)を計算します。
 ちなみに「節分の体重」と覚えるといいそうです。私たちの学校の顕微鏡では、
 対物レンズが「×10」のときは接眼レンズの1目盛りは10マイクロメートル、
 対物レンズが「×40」のときは接眼レンズの1目盛りは2マイクロメートルということがわかりました。
 ちなみに1マイクロメートルとは1ミリメートルの1000分の1です。
 だから、10マイクロメートルは0.01mm、
      2マイクロメートルは0.002mmです。
 こうすることによって、観察する微生物の正確な大きさが分かります。


 理科部員一人ひとりが顕微鏡1台を準備します。


 自分の持ってきた水や仲間の部員が持ってきた水を観察します。


 顕微鏡の使い方は、一人一人内田先生に指導を受けるので、ほぼ全員完璧になりました。


 はじめてみつけたプランクトンです。
 第1号は高校二年生でした。


 植物プランクトンと動物プランクトンが見えています。
 この写真では、はっきりと分かりません。


 ゾウリムシの仲間だと思います。
 動きがゆっくりだったので、ブレファリスマの仲間であると考えられます。
 対物レンズの倍率が40倍なので、接眼ミクロメーターの1目盛りが2マイクロメートルほどの大きさなので、この微生物は8マイクロメートルほどの大きさです。
 わかりやすく言うと、約0.008ミリメートルです。


 これは、ミジンコの幼生です。
 ミジンコはれっきとした甲殻類ですから、カニやエビの仲間です。


 ハネケイソウです。光合成をする植物プランクトンです。


 ツボワムシです。植物プランクトンをずっと食べていました。


 ツボワムシには、このようにシッポのようなものがあり、このシッポで体を固定して移動します。


 これも、ミジンコの仲間です。


 何か分かりませんでした。


 ダニのような微生物を発見しました。


 ひものように見えるのが、アオミドロです。

 【感想】

 ・今日は、一人で1台の顕微鏡を使ったため、自分から進んで実験に参加することができました。とても充実していてよかったと思います。
  これからの実験や観察も今日と同じように積極的に参加したいと思います。[中2]

 ・僕は、アオミドロやミジンコを観察することができました。最初は、見慣れない生物で気持ち悪かったのですが、観察しているうちに楽しくなってきました。また、たくさんの種類の微生物を発見できて良かったです。
  とても楽しい観察でした。[中1]

 ・こういう観察をしていると、水中の微生物の生態系がよく分かって勉強になります。
  植物プランクトンが、実際にワムシなどの動物プランクトンに食べられている様子が直接見ることもできました。
  こんな、小さな水の中の世界から食物連鎖が続いていると思うと、とても不思議な感覚を覚えます。[中3]

 ・あまりにもたくさんの微生物がいて、何だか気持ち悪い感じがしました。[中2]

 ・接眼ミクロメーターや対物ミクロメーターの取り付けや、計算の仕方、ピントの合わせ方など、この観察には難しい事がとても多い感じがしました。しかし、このような、基本操作ができるようになることも、理科部員として必要なことだと思うと、頑張る気持ちになりました。[高3]

 ・ミクロメーターの使い方を覚えたことから、水中の微生物がどれだけ小さいのかがよく分かりました。[高2]

 ・久しぶりに顕微鏡の操作を行いました。意外に、まだ知識が残っていたので安心しました。
  自分なりに、たくさんの微生物を発見できたのでよかったです。[高2]

 ・本格的な顕微鏡の観察は初めてなので、きちんとできるのか不安でしたが、優しく先輩が教えてくれるので、うまく観察ができました。よかったと想います。[中2]

 ・観察は、途中からの参加でしたが、いろんな種類のプランクトンが見られたので、短時間でも楽しめました。[中2]

 ・水中の中にも、いろいろな「植物」と「動物」がすんでいて、私たちの世界のジャングルのように見えました。
  とても驚きでした。[中2]

 ・顕微鏡を1人だけで操作するのは初めてでした。そのためか、なかなか微生物を発見できずにいらいらしていました。
  しかし、先輩や先生のアドバイスのおかげでようやく微生物を発見することができました。[中1]  



実験をするために

2011年05月15日 | 日記
5月6日(金)

 
 これは、今日実験を行うために簡単に計画を立てて、メモをしたものです。
 理科部の活動は、午後4時から遅くても午後6時までです。
 2時間の活動時間の中で効率よく実験を行うためには、前もって計画や準備をしておく必要があります。

 まずは、部員からやりたい実験を聞きます。
 次に、全員で実験の優先順位を決めます。
 実験の順番が決まると、次の活動日に行う実験をこのようにスケッチやメモで具体化します。ここまでで約30分から1時間かかります。
 それから、次回の必要な器具や薬品の準備をしてから部活が終了します。
 つまり、実質実験は1時間しかできないということになります。

 少ない時間をどれだけ工夫するのかが、部活動を楽しくするかどうかの分かれ目だと思います。
 

炭酸飲料にふくまれる気体の量(感想入り)

2011年05月07日 | 日記
5月6日(金)

 炭酸飲料とは、二酸化炭素をジュースに溶かしたものです。今日は、2種類のメーカーのコーラ(炭酸飲料)にどれくらいの二酸化炭素がふくまれているのかを確認してみたいと思います。

【準備】

 丸型水槽(2)、ガラス管付きゴム栓(2)、500mlメスシリンダー(2)、500mlビーカー(2)、マッチ(2)、素焼き板(2)、三脚(2)、ガスバーナー(2)、ペットボトル入りの炭酸飲料(2種類)

【方法】

 1.500mlビーカーの中に水を適当に入れてガスバーナーで加熱する。

 2.丸型水槽に3分の2ほど水を入れて、500mlメスシリンダーの中に水を入れて丸型水槽の水の中に沈める。このときにメスシリンダーの中に空気が入らないように注意する。

 3.500mlビーカーの中の水が沸騰したら、三脚からビーカーごとはずし、その中にガラス管付きゴム管付きゴム栓をつないだ炭酸飲料のペットボトルを入れる。

 4.ペットボトルからつながれたガラス管を丸型水槽の中のメスシリンダーにつなぐ。

 5.メスシリンダーに入ってきた気体の体積をはかる。
   ただし、メスシリンダーいっぱいに気体が集まる前に、次のメスシリンダーに変える。

 6.メスシリンダーに入った気体の体積をはかる。
   メスシリンダーの気体に水を入れて、激しく振り、石灰水を加え、気体の正体が二酸化炭素であることを確認する。


 今日、中に含まれる気体の量を確かめる炭酸飲料です。2つのメーカーのものを準備しました。


 まずは、ガラス管をガスバーナーの火で熱し、ガラス管を曲げます。


 ゆっくりと加熱します。


 少しずつ曲げているところです。


 ガラス管を切った後で、切り口も加熱し、けがをしないように丸めます。


 このように、熱します。


 完成したガラス管ももう一度加熱して管の角を取ります。


 できあがったガラス管です。一人1本は作りました。


 一方で、500mlビーカーに水を入れて沸騰させます。
 この時は、水が沸騰したらすぐに火から離すため、沸騰石を入れません。


 500mlビーカーの中の水が沸騰してきました。


 炭酸飲料から出てきた気体を集めるために、丸型水槽に水を入れて準備します。


 丸型水槽の中に500mlメスシリンダーを入れます。


 このように、500mlメスシリンダーに空気が入らないようにして慎重に丸型水槽の中に入れます。


 入れた500mlメスシリンダーはこのように立てておくと便利です。


 2本目のメスシリンダーを丸型水槽に入れます。


 2本目も丸型水槽の中で立てておきます。


 ペットボトルの中の気体は、このようにして集めます。
 500mlメスシリンダーの中の水と、発生した気体が「置き換わる」ので、「水上置換法」といいます。


 ゴム栓とガラス管の密着度がよくなかったため、このままでは外に少し気体が漏れる可能性があります。
 そこで、しっかりと手で押さえます。
 

 気体が500ml集まったら、次のメスシリンダーに取り替えます。


 ゴム栓とガラス管の密着度がよくなかったのは、コルクボーラー(ゴム栓に穴をあけるもの)が、ガラス管の直径に合うものがなかったからです。
 急きょ、内田先生がドリルで穴を開けてくれました。


 このように、ゴム栓を固定して、穴を開けます。
 まっすぐ穴を開けるためです。


 しっかりと穴が空いたのを確認するために、何回かドリルを上下します。


 ゴム栓とゴム管とガラス管をつなげます。
 

 これで完成です。


 コーラから発生する気体がほぼなくなってきました。
 

 これで最後の気体の収集です。
 合計で298mlでした。ほぼ炭酸飲料と同じくらいの体積の気体が溶けていたことになります。
 どちらのペットボトルも80度以上のお湯で実験しました。


 次は500mlペットボトルの別メーカーのコーラで実験してみます。


 水上置換法のセット完了です。


 一本目の500mlメスシリンダーを丸型水槽の中に入れます。


 どんどん集まっていきます。300mlペットボトルの時よりも気体の発生の仕方が激しいです。


 部活動が終わる時間が迫ってきたため、効率よく気体を発生させることになりました。
 そこで、ゆるやかに加熱することにしました。
 すると、丸型水槽の位置関係がよくないので、バケツを裏返しにして、丸型水槽を置くことにしました。


 丸型水槽をセットしたところです。


 丸型水槽の中に500mlメスシリンダーを入れます。


 さて、気体を集め直します。


 何人かで協力して気体を集めます。
 メスシリンダーを入れる人、記録する人、実験する人・・・等です。


 気体を集めている間に、両メーカーのコーラから出てきた気体の正体を確認します。
 集めた気体と水を激しく振って混ぜます。そこに石灰水を入れます。


 石灰水を入れた結果、両方のコーラから出てきた気体は二酸化炭素であることが分かりました。


 気体の発生が遅くなりました。それと同時に、ペットボトル内のコーラが少し丸型水槽の中の水に入ってきました。
 コーラ自体は液体です。気体を集める実験なのでそのまま実験を続けます。


 コーラから出てくる二酸化炭素は少しずつではありますが、まだまだ出てきます。


 念のために、300mlペットボトルも同じように加熱をして、出てくる気体を集めました。


 ほぼ、二酸化炭素の発生もなくなりました。
 実験を終わらせるために、500mlペットボトルを取り出したところ、なんとペットボトル自体の大きさが変化しているのに気づきました。


 同じペットボトルがなかったため、別の500mlペットボトルを用意しましたが、明らかに小さくなっていることが分かります。
 これは、加熱をしたため、ペットボトルを作っているプラスチックが熱によって縮んだということです。

 最終的に、300mlペットボトルの中に含まれる二酸化炭素は293mlで、500mlペットボトルの中に含まれる二酸化炭素は956mlであることがわかりました。
 
 【考察】

 ・炭酸飲料の中には思ったよりもたくさんの二酸化炭素が溶けていることがわかりました。
 ・300mlペットボトルと500mlペットボトルに含まれる二酸化炭素の量の割合が、500mlペットボトルのほうがたくさんの量の二酸化炭素が含まれていることがわかりました。しかし、会社による違いなのか、ペットボトルの容量の違いからくるものなのかは、この実験では確認できませんでした。
 ・次に実験するときは、同じ会社で比較しようと思いました。

 【感想】

 ・炭酸飲料に、あれほどの二酸化炭素がふくまれているとはビックリしました。
  これからは、炭酸飲料も少し飲むのを控えた方が良いと思いました。[高2]

 ・コーラの500mlペットボトルの中に、容量の二倍近い二酸化炭素がふくまれていることに驚きました。[高2、その他大勢]

 ・500mlペットボトルが実験後は大きさが変化して、スリムになったのがとても印象的でした。また、そのペットボトルを触ると、堅くなっていたのもビックリしました。[中1]

 ・今回の実験は、僕が提案したものです。「たったそれだけ」といった実験ですが、確認してみることが大切だと思い、計画を立てました。
  僕の予想では、炭酸飲料の中にふくまれる気体と液体の割合は1対1くらいの予想でしたが、思っていたよりも2倍近く二酸化炭素がふくまれていることに驚きました。
  炭酸飲料は、スポーツ選手にはよくないと言われていました。しかし、こういう実験を通して、数字で表されると実感がわきました。[高2]

 ・僕は、炭酸がなくなったコーラを実際に飲んでみました。
  すると、とても温かくて変な味だったのですが、あれだけ二酸化炭素が抜けたはずなのに、少し炭酸が残っていて、驚きました。
  完全に二酸化炭素を抜くためには、もっと時間を必要とするのだと思いました。
  また、完全に二酸化炭素を抜いたら、いったいどれだけの二酸化炭素がふくまれるのか、一度確認してみたいと思いました。[高2]

 ・炭酸飲料の中にふくまれる二酸化炭素の量がかなり多いことに驚きました。あんな小さなペットボトルの中に容量の二倍ほどの気体を溶かすということは、その気体の圧力に耐えられるペットボトルの丈夫さにも驚きました。
  うまく作っているのだと感心しました。
  こういった実験は初めてでしたが、自分だけでは到底やろうとも思わないような実験だったので、とても楽しかったです。[中1]