ノ〈ート 2 :色とエネルギーの関係
それぞれの色の光は，同じ大きさのエネルギーをもっているのだろうか.
【考えてみよう】
O
太陽光は白色光です.白色光は，白色の光だけでできているのでしょうか.<予想される回答>
可視スベクトルがあわさって，白色にみえている.
0
白色光と可視スペクトルには どのような関係がありますか.<予想される回答>
‑可視スペクトルをあわせると白色光になる.
‑白色光を分光すると 可視スベクトルが得られる.
0
可視スペクトノレのそれぞれの色の光は，同じ大きさのエネルギーをもってい るのでしょうか.色ごとにエネルギーは違うのでしょうか.違うとしたら，何色 の光が最も大きなエネルギーをもっているのでしょうか.これらのことを調べ る方法を考え，記してください.<予想される回答>
・可視スペクトルに分けて，それぞれの色の光を温度計にあてる.
・電灯にセロファンをまき，色のついた光をつくる.それぞれの色の光を温度計 にあてる.
5.燐光ボックスの上部を開き，底の部分を観察してください.観察したことを スケッチまたは記述してください.
燐光とは
【簡単な説明】 ある物質に光を与えると，その光の補給を停止しでも，しばらく残光 がみられる現象，または，その光のこと.
【もう少し詳しい説明] 物質が外部から光や熱などのエネルギーを吸収して励起され，
基底状態に戻るときに，熱を伴わずに発光する現象，または，その光をルミネセンス という.ルミネセンスは光の減衰時間が短い蛍光と長い燐光に分けられる.
6.スリットのある面が?地面(あるいはテーブノレ)側にくるように燐光ボックス をひっくり返してください.下図のように燐光ボックスの下部の挿入口から星 の形に切り取ったカードを滑らせるように入れ， 30秒間放置してください.
7.スリットのある面が上になるように燐光ボックスをひっくり返し上部を開け，
光を 20秒間，燐光ボックスの底にあててください.
8.燐光ボックスの上部を閉じ，星の形に切り取ったカードを取り除いてくださ い.スリットから帯を観察および記録しましょう.グループ。のメンバー全員が 観察するようにしてください.
結果を発表する
9.手順 6のように燐光ボックスをひっくり返してください.カラーフィルム カードを燐光ボックスの上に置いてください.
10.カラーフィルムカードを観察しp 観察したことをスケッチまたは記述して ください.最も明るい色から最も暗い色に順位付けしてください.
結果を発表する
11.星の形に切り取ったカードの代わりにカラーフィルムカードを用いて，手 }
I慎6‑‑8を行った場合，結果はどうなると思いますか.予想をスケッチまたは記 述してください.
予想、を発表する
1 2 .
星の形に切り取ったカードの代わりにカラーフィルムカードを用いて，手 順6‑‑8を行ってください.13.燐光ボックスの帯を輝かせるにはどの色がよいのか，明るさの順位付けを してください.
結果を発表する
白(フィルムなし)→紫→青
14.燐光ボックスの底に光を40秒間あてたとして，手順 12"'13と同様の手Jr買を 行った場合，結果はどうなると思いますか.予想をスケッチまたは記述してくだ
さし¥
予想を発表する
15.燐光ボックスの底に光をあてる時間を 40秒にして，手順 12"'13と同様の手 順を行い，結果を記述してください.
結果を発表する
白(フィルムなし)→紫→青
< 分 析 >
I
.次の1‑7
について.自分の考えを黒字で書き入れよう.1.虹の科学用語は何ですか.
<予想される回答>
‑可視スペクトル
2.光は，透過したり，反射したり，吸収されたりします.
①赤色の折り紙は どうして赤色にみえるのでしょう.
<予想される回答>
‑赤色の光だけを反射するから(他の色は吸収するから)
②赤色のセロファン(カラーフィルム)は，赤色にみえるし，透かしてみても赤色 です.どうしてでしょう.
<予想される回答>
‑赤色以外の光を吸収するから
3.燐光ボックスで使用するカードが星の形に切り取つであるのは，何のためだ と思いますか.
<予想される回答>
‑各色と白色光の効果を比較するため.
.星が輝いているように見せるため.
4.燐光ボックスの帯を輝かせている正体は，何だと思いますか.
<予想、される回答>
・光やエネルギー
5 .
予想(手順1 1
と1 4 )
と結果を比較してください.結果が予想と異なっていた場 合?どのような点で、異なっていたのかを説明してください.‑照射時間が
3 0
秒(手順1 1 )
と4 0
秒(手1)頂1 4 )
の予想・結果の比較<予想される回答>
・結果は同じ.
・時聞が長くなるとF いろいろな色の光で燐光がみえると考えていたが，時間を 長くしても，燐光がみえる光の色は，白色光，青色，紫色だけだ、った.
6.なぜ，特定の色の光だけが燐光ボックスの帯を輝かせたのだと思いますか?
<予想される回答>
・異なる色の光が異なる大きさのエネルギーをもち，青色と紫色だけが帯を輝か せるのに十分な大きさのエネルギーをもっているから.
7.なぜ，白色光は帯を明るく輝かせることができたのだと思いますか?
<予想される回答>
・白色光は，青色と紫色を含むため帯を輝かせるのに十分な大きさのエネルギー をもっているから.
11.上の
1‑7
について，グループで話し合おう.その後.クラス全体で話し合おう.話し合いを通して，書き入れた自分の考えを変えたくなったり，追加したくなったら，
赤字で書き入れよう.
【考えてみよう】
O
このアクティビティは，ティアアナの目のダメージと，どのような関係があ ると思いますか.<予想される回答>
・可視光と不可視光の両方が目に照射される.
・エネルギーの大きい光(紫色の光)が影響したと考えられる.
波長，周波数，エネルギーの関係を理解しよう.
資料
2 . 1
波長，光，エネルギー液畏が畏い
周漉敏が小さい エネルギーが小さい
赤 信
液長
赤 慣
黄 緑 膏 紫
黄 緑 膏 紫
紫 外
紫 外
班長が短い
周遊敏が大きい エネルギーが大きい
波長とは・・・ 波のひとつの単位の長さ.となり合う波の山と山(谷と谷) の間の距離
周波数とは・・ 1秒間にできる波の数.
1.周波数とエネルギーには，どのような関係がありますか.
<予想される回答>
‑周波数が大きいと，エネルギーも大きくなる.
2.周波数が最も大きい光は，何色ですか.
<予想される回答>
‑紫色の光の周波数が最も大きい.
→紫色の光が最も大きなエネルギーをもっている.
3.周波数と波長にはどのような関係がありますか.
<予想される回答>
・周波数が大きくなるにつれて波長が短くなる.
4.紫外線と可視スペクトルの周波数を比べると，どのようなことがいえますか.
<予想される回答>
・紫外線は可視スベクトルよりも周波数が大きい.
5.紫外線と可視スペクトルの波長を比べると，どのようなことがいえますか.
<予想される回答>
‑紫外線は可視スペクトルよりも波長が短い.
6.紫外線と可視スペクトルのエネルギーを比べると，どのようなことがいえま すか.
<予想される回答>
‑紫外線は可視スペクトルよりもエネルギーが大きい.
アクティビティ 3 : 透過，吸収，反射
本時の鶴居「多くの光があることと，多くの織がある乙とは，同じ意味な のだろうか」
調 査2で，君たちは可視スペクトルのそれぞれの色の光が，異なる大きさのエ ネルギーをもっていることを発見するために，カラーフィルムカードを用いま した.そして，ある一色の光だけを透過させるフィノレムは，他の色の光をブロッ クしているということを学びました.ブロックされた色の光は，フィルムによっ て反射あるいは吸収されます.
て み よ h nノ
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あれぞれそを例の射反
胃a
同以
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よ￨'み 過 て 透‑え の 考 光
光がガラスのような透明物質にあたるとき，ガラスを通して
O
透過・・・￨物を見ると，透けて見える.
0
吸収・・・￨ 光をあてたガラスが，暖かくなる.0
反射・・・￨ ある角度からガラスを見ると自分の姿を映し見ることを できる.透明なガラス，黒色の布，鏡などを用いて，これらの現象を演示する.(任意) このアクティビティでは，君たちは，太陽の光や熱を最もブロックするのは，
どのようなフィルムなのかを判断するために，異なる性質をもっフィルムを使 用します.多くの光をブロックするフィルムは，目を保護するためのサングラス として利用することができます.多くの熱をブロックするフィルムは，車や家を 保冷するための窓に利用することができます.
<手
1I慎 >
<材料>生徒 4 人 1組の各グループ用
・温度計 4
・トレイ 1
・フィルムカード 1
・ストップウォッチあるいは秒針の付いた時計 1
・トレイの支えになるもの(本など) 1
1.フィルム
A ‑ ‑ ‑ ‑ D
を注意深く観察してください.フィルムの性質の違いを説明 するときのために，各フィルムの特徴を詳しく書いておいてください.2.文章の上にフィルムを置き，フィルムを通して文を読んで、ください.最も光 を透過する(ものが見やすしウフィルムを 4，最も光をブロックする(ものが見え にくしウフィルムを 1として，各フィルムを順位づけし，表 1に記録してくださ
表 1 実験結果
フィルム 光透過性 温度
( O C )
温度変化の順位 最初 最終 変化 の順位
A B C
D
<光透過率の比較>
フィルム 光透過性の順位 温度 (OC)
温度変化の順位 最初
. 終
変化A 4 27.5 51.0 23.5 4 B 3 27.5 48.5 21.0 3 C 2 27.0 45.0 18.0 2 D 1 27.0 42.5 15.5 1