第1編、実験＃１−２０  
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気象科学実験教室  キッズの気象実験、一覧表

  

忘れ得ぬ実験

Originated: 2008-01/10  Last Updated:2008-01/22、03/06、8/23, 9/04

この１０年のうちに、８０種類ほどの気象に関連した実験を企画し、実施してきました。
・試行錯誤の末にやっと出来た実験。
・予期せぬ（面白い）現象。
・期待したとおりの結果。
・友人や子供たち・孫たちと行った実験。
・いくらやっても出来ない実験。
・企画したが、アイデアだけの実験。
成功もあれば、失敗も有ります。
私にとっては、どれも貴重なもので、「忘れ得ぬ実験」です。
いずれも、科学的根拠のある、そして再現性ある実験ばかりです。

ここに一部をご紹介します。（キッズの気象実験で実験実施例を一部ですが紹介しています）
　　　　�@フラクタル図形。
　　　　　　　　　ＰＣで、マンデルブローのフラクタル図形を描いた。
　　　　�Aカオス図形。
　　　　　　　　　ＰＣで、ローレンツのストレンジアトラクターを３次元に描き、
　　　　　　　　　回転してみることが出来た。
　　　　�B雲の高さを測る。
　　　　　　　　　友人と５ＫＭ離れた２地点で、多摩川上空に流れてきつつあった
　　　　　　　　　雲の仰角、方位角を観測して、高度を７８０ｍと算出できた。
　　　　　　　　　２００８年８月には、６０KM離れた房総半島上の積乱雲の高度を
　　　　　　　　　算出できた（写真にも撮ってある）。　　
　　　　�Cベナール対流。
　　　　　　　　　温湯に浮かべた小皿の中で、シリコンオイル＋アルミ箔を入れ、
　　　　　　　　　しばらくすると、対流が始まります。ベナール対流です。
　　　　　　　　　小皿一面に同じサイズの対流のセルができました。
　　　　�D寒冷前線。
　　　　　　　　　寒冷前線進行のシミュレーション。水槽の中で牛乳を流し、先端が
　　　　　　　　　水中を進行していく様子。先端形状。

　　　　�E空気の圧力。
　　　　　　　　　富士山頂上で５００ＣＣのペットボトルに空気を封入し、地上に持ち
　　　　　　　　　帰った。予期したとおりではあったが、見事につぶれていた。
　　　　�Fピトー管実験。
　　　　　　　　　孫娘たちと共同。チューブに水を入れ、一端から空気を
　　　　　　　　　吹き込み、他端の水位上昇を見た。
　　　　�G癒し系泡実験。
　　　　　　　　　金魚藻から酸素が出てくる実験。大小様々な泡が、これまた
　　　　　　　　　様々な時間間隔で立ち上っていきます。見ているだけでこころが
　　　　　　　　　癒されます。
　　　　�H水の流下実験。
　　　　　　　　　流れを細くしていくと、先端が流れに先行して分離し球状
　　　　　　　　　になった（1/4000secの写真で分った）。同時に、蛇口では、
　　　　　　　　　水流が曲げられていることが、鏡に写した写真から分った。　
　　　　�Iボール浮遊実験。
　　　　　　　　　ヘアードライヤーの斜め上向きの気流の中で、軽いボールを
　　　　　　　　　浮上させた。
　　　　　　　　　ボールが気流から逃げ出せないところが実験のポイントです。

　　　　�Jコアンダー効果実験。
　　　　　　　　　水槽のなかでアルミ製の翼を動かしたとき、翼後端斜め上方
　　　　　　　　　の水面が低下した。
　　　　�K過冷却水の凍結実験。
　　　　　　　　　ブリキ缶のフタの中で、−５℃程度の過冷却水が放射状に
　　　　　　　　　凍結して行った。
　　　　　　　　　その凍結進行の様子は「パァーー」と１〜２ｓｅｃで進行した。
　　　　　　　　　水をいれる容器としては、なべの蓋、ペットボトル、アルミフォイル、
　　　　　　　　　試験管などをもちいました。寒剤としては、−２０℃程度の
　　　　　　　　　飽和食塩水を冷凍庫で凍らせて作りました。
　　　　�L渦巻形成実験。
　　　　　　　　　ペットボトル２本で、渦巻きを作った。
　　　　�M共鳴実験。
　　　　　　　　　ワイングラスに水を入れ、水で濡らした指でふちをこすり、
　　　　　　　　　音を出した。
　　　　�N遠心力の実感。
　　　　　　　　　大きな風船にビー球をいれ、高速回転させ、遠心力を実感した。

　　　　�O遠心力の実感。
　　　　　　　　　これも遠心力。ペットボトルで小さいバケツを作り、紐を通し、
　　　　　　　　　水を入れ、頭上高く回転した。水を浴びることなく成功した。
　　　　�P怪力袋。
　　　　　　　　　レジ袋にストローで息を吹き込む。重たい辞書数冊を持ち上げた。
　　　　�Qカルマン渦。
　　　　　　　　　習字の墨、アルミ箔や太陽光線や、いろいろ試行錯誤しました。
　　　　�R表面張力実験。
　　　　　　　　　コップに水を入れ、蓋をして、さかさまにします。
　　　　　　　　　蓋には小穴が開いていても水漏れがしない場合があります。
　　　　　　　　　たとえば、パンチされた小さい穴のあるカード、ガーゼ、ハンカチ
　　　　　　　　　を使いました。どれも水が漏れませんでした。水が漏ることもあり
　　　　　　　　　ますので要注意です。
　　　　�S酸素２０％実験。
　　　　　　　　　平板な容器に水を張り、ローソクを立て点火します。メスシリンダー
　　　　　　　　　のような透明な筒をかぶせると、やがて、火が消え、筒の中に水が
　　　　　　　　　上ってくるのが見えます。筒の中の空気の体積は、約２０％少なく
　　　　　　　　　なります。酸素が無くなったためです。（その後考えてみて、CO2ガスが発生して、
　　　　　　　　　その圧力が新規に発生したはずである。要検討であると感じています。）
　　　　
　　　　#21表面張力。
　　　　　　　　　雨降り実験において、近接する２つの小穴からの水がつながった。
　　　　#22カオス状態の発見。
　　　　　　　　　フーコー振り子の実験のとき、おもりをつるした糸がねじれて、
　　　　　　　　　回転が戻るとき、糸の各部の回転方向が不規則なタイミングで、
　　　　　　　　　また予期せぬ方向へ戻ることを発見した。この運動を数式表現
　　　　　　　　　するのは困難だろう。カオス現象だ、とおもっています。
        #23大きな虹を作る。
　　　　　　　　　水を使わないで、しかも簡単な装置で部屋の中に虹を天井や壁の上
　　　　　　　　　に作る。　
        #24台風の海水面上昇効果。
　　　　　　　　　ペットボトルを４本連結し、巨大ストローとして水を吸い上げた。
　　　　　　　　　その時の水位はもちろん、気圧も測定でき、気象理論の正しさを
　　　　　　　　　確認した。　  
　　　　#25PC利用で数学的図形の作図。
　　　　　　　　　数式で表現できる現象は、JAVAのプログラミングでPCスクリーン上に
　　　　　　　　　描くことができる。条件（パラメーター）を変えてさまざまな図形を
　　　　　　　　　描くことができる。これまでに筆者のHP上で公開してきました。　　　

　　　　#26氷釣りの実験。
　　　　　　　　　氷に糸を垂らし塩をかけると、糸が氷にくっつき、氷釣りができた。
　　　　　　　　　孫のリクエストにより行ったもので、夏休みの自由研究の材料となった。　　　

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