科学部 活動報告

科学部

卒部式

執筆:科学部1年 吉田舞玲

 

3月13日(水)に卒部式、3月14日(木)、卒業式がありました。卒部式では、溶液あてゲームなどをして楽しみました。また、3年生の最後の実験として、株式会社 OTOGINOが販売する実験キット「マジック桜」を使った実験をやりました。この実験では、樹木の形にカットした紙を皿に置き、そこに酢酸ナトリウムの水溶液を注いで放置します。すると水溶液が毛細管現象により浸透・上昇していき、枝の先端で水が蒸発して酢酸ナトリウムが桜の花のように結晶化します。無事、満開の桜が咲きました。

3年生の先輩方、ご卒業おめでとうございます。本当にありがとうございました。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

跳ねるボールの動画解析を行いました!

執筆:科学部1年 奥村悠

 3月20日、坂戸高等学校にて越生高等学校で物理を担当している小林先生を講師にお招きして、動画解析について講義していただきました。

私たちで実験装置を組み立てて実験を行い、時間によって変化するボールの高さ、速度、加速度について数値化しグラフを作成しました。実験自体は簡単なものでしたが、その動画の解析はかなり難しいもので、私たちで協力しあったり、サポートに来ていただいた越生高等学校2年生のアドバイスをいただいたりして、パソコンでのデータ処理に取り組みました。完成したグラフはとても綺麗で、実際の動きと重ね合わせて考えてみるとボールがどのように動いているのかがよくわかりました。

物の運動は数値で表すことでより深く理解ができることや、動画解析の方法を学ぶことが出来ました。これらの学んだことを今後の活動に生かしていきたいです。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

電気化学実験を行いました!

執筆:科学部2年 障子口蒼

 

3月21日(木)、大妻嵐山高校にて理科を担当している鈴木先生に電気化学についての講義と実験をしていただきました。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1つ目として、ポテンショスタット・ガルバノスタットという、とても正確に電流・電圧を送ったり測定したりすることの出来る装置を使いました。水酸化ナトリウム水溶液と塩酸の電気分解の電圧・電流を測る簡単な実験を行い、ポテンショスタット・ガルバノスタットの大まかな使い方について学びました。この装置は中学校までに使用していた電流計・電圧計と違い、ボタンやレバーがたくさんあったり、さらに電極が4つも付いていたりして、使い方を学ぶのにとても苦戦しました。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2つ目として、大妻嵐山高校で全国大会へ進んだ研究の体験をさせていただきました。これは青いフラスコの実験というメチレンブルーの酸化還元反応の応用のようなもので、作った溶液に色のついたレーザーを当てることで、光による酸化還元反応が起こるといったものでした。レーザーが通ったところだけ色が変化するため、溶液に色々な絵を描いて楽しみました。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

新しい精密機器の使い方や、全国大会まで進んだ研究について知れたことは、科学部での研究の視野を広げてくれるものとなりました。これらを、今後の研究に活かしていきたいです。

藍の葉を育て始めました

執筆:科学部2年 奥村悠

  3月16日、藍の葉の種植えを行いました。科学部で水やりなどの世話をしていきます。成長した藍の葉は、たたき染めの実験などに使用する予定です。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

追記

3月末に芽が出ました!現在、順調に成長中です。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3Dプリンターを使ってみました!

執筆:科学部2年 障子口蒼

 

今回は12月21日(木)、3月6日(水)、8日(金)の3回にわたり坂戸高校で地学を担当している小暮先生に3Dプリンターの使い方のレクチャーをしていただきました。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1回目はデザインスパークメカニカルというアプリを用いて、印刷するデータの作り方を学びました。2回目はスライサーというものを使って、3Dのデータを3Dプリンターで印刷できるようにしました。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3回目は3Dプリンターの使い方を学び、実際に自分たちで印刷を行いました。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

アプリの機能や機械の設定が多くて難しかったり、上手く印刷できない人もいたりしましたが、皆で協力しながら1人1作品作ることができました。3Dプリンターは上手く使えば便利なものを作ることができるので、様々な作品を作っていきたいです。

天体観測会を行いました!

執筆:科学部1年 奥村悠 障子口蒼 吉田舞玲 荻野桐子  2年 関谷駿介

 2月9、10日、坂戸高校の屋上で天体観測会を行いました。科学部の他にも、放送部、写真部が参加しました。坂戸高校の地学教員の天体望遠鏡をお借りし、使い方や天体についてのレクチャーを受けました。

今回使用させていただいた、三種類の天体望遠鏡について紹介します。

 

〈屈折式望遠鏡〉

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 まさに天体望遠鏡といった形をしていて、長さは約1 mです。先端にある対物レンズが遠くの光を集め、その光を屈折させて一点(焦点)に集中させて接眼レンズに送ります。また、光には様々な波長があり、波長が異なることで焦点距離が変わってしまいます。これを色収差と言います。色収差は蛍石を含むレンズを使うことで改善できますが、この場合望遠鏡が高価になります。

 

〈反射式望遠鏡〉

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  斜鏡と主鏡の2つの鏡で作られています。主鏡は大きくすればするほど多くの光を集められるため、遠くの天体を明るく見ることが出来ます。反射式望遠鏡は、レンズではなく鏡を使用していて光をそのまま反射するため、色収差が起きにくくなります。また、世界最大級のすばる望遠鏡も反射式望遠鏡です。

 

〈カセグレン式望遠鏡〉

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

カセグレン式反射鏡を利用した反射望遠鏡の一種です。凸面鏡に反射された光は凸面鏡に入射した後引き伸ばされ、焦点が作られます。この構造のおかげで短いボディで長い焦点距離になります。他のものと比べてコンパクトで、色収差が起きにくいという特徴があります。また、内部に気流が入らないようになっているため、惑星や恒星が綺麗に見えます。

この三つの天体望遠鏡を用いてこれらの天体望遠鏡を用いて以下の天体を観察しました。

・シリウス(おおいぬ座)

・プロキオン(こいぬ座)

・ベテルギウス(オリオン座)

・オリオン大星雲(M42)

・北極星

・木星

・スバル(プレアデス星団、M45)

この5つの天体の他、双子座や北斗七星を小暮先生ご指導のもと、生徒自ら天体望遠鏡を動かして観察しました。宇宙の星の誕生や進化など、新たに知るとこも多く、有意義な天体観測となりました。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

最後に、みんなで味噌汁を作りました。みんなで具材を切ったり、入れる具材をこだわったり、味噌をとかすところで味を調整して、おいしい味噌汁を作ることができました。味噌汁を飲んで、心も体も温まりました。

埼玉大学での研究発表

執筆:科学部1年 吉田舞玲

2月3日、埼玉大学での研究発表会に参加しました。埼玉県の多くの学校の生徒が参加しており、ポスター発表・口頭発表を行っていました。また、幅広い分野の教授やティーチングアシスタントの方から助言や激励の言葉などをいただきました。発表を通して、自分の知識が増え、ある学問分野について知る以外にも、資料のまとめ方や発表の仕方を学ぶことができ、多くのより良い経験ができました。そして生徒同士で質疑応答していたり、教授と議論していたりしていた人の様子を見て、研究への理解が深まると感じるとともに、私自身も質問をして、学びを深めることができました。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

私は口頭発表で、「ベルリンホワイト生成時の紫成分」について発表しました。発表当日までにスライドの作製や発表練習など、やらなければいけないことが多くあり大変でしたが、自分の研究を伝える良い機会となりました。

 

 

 

 

また、私は研究室見学にも参加しました。分子生物学科に行き、普通では見られないような機械や設備、学生の方の様子などを見せていただきました。

 「ベルリンホワイト生成時の紫成分」の研究については、今夏に岐阜県で行われる全国高等学校総合文化祭に出場することが決まりました。これまでの研究の成果を発揮できるように、全力で取り組んでいきたいです。

天文学の特別講義を行いました!

執筆:科学部 1年 水村大翔

撮影:科学部顧問 寺本英晃

 12月26日(火曜日)、坂戸高等学校にて寄居城北高校で地学を担当している平塚先生を講師にお招きして宇宙の構造や天体スペクトル観測について講義していただきました。

実際に分光器を使わせてもらい、身近な光源のスペクトルを観察しました。また、すばる望遠鏡HSCマップを使って、星団と星雲の違いや銀河についてなど詳しく教えていただきました。

今回の講義はとても貴重な体験になったので、今後の部活動や生活に生かしていきたいです。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

振っても混ざらない3層の液体

執筆:1年障子口蒼

撮影:1年奥村悠

今回は、振っても混ざらない3層の液体について紹介します。

ヘキサン(透明)とエタノール(黄色)と純水(青)を混ぜると、エタノールと純水は混ざり合いますが、ヘキサン(油に似た液体)とは分離するため、2層になります。そこに、炭酸カリウムを入れると塩析という現象が起こり、エタノールと純水が分離します。

そのため、ヘキサン層、エタノール層、水層の3層になります。

塩析とは、純水に無機塩類(炭酸カリウム)が溶けることで有機化合物(エタノール)の溶解度が下がる現象のことです。

https://youtube.com/shorts/uJi1HKyBt2g

日本学生科学賞 結果報告

執筆:科学部部長2年 名前 佐藤杏萌

 日本学生科学賞の結果が届きましたのでご報告させていただきます。

 「ベルリンホワイト合成時の紫成分」入選二等

 「モール法によるアクア加速度分析~有色Co錯体の遊離Cl-の定量とその応用~」入選三等

 今回はこのような結果となりました。残念ながら入選一等には届きませんでしたが、全国で30位以内、40位以内に相当する二等、三等を頂くことができました。

この結果について本校正門横に横断幕を出していただきました。また、研究について取材していただいた記事を1月14日の読売新聞朝刊に掲載していただきました。 

今回このような良い報告ができたのも、ご協力いただいた先生方、保護者の方々、そして同じ部員のみんなのおかげだと思っております。改めて感謝申し上げます。 今後も科学部は研究活動等、精一杯頑張ってまいります。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

冬季公開講座を行いました

執筆:科学部1年 荻野 桐子

  12月27日、小中学生を対象に化学実験を体験してもらうプログラムを実施しました。私たちは白衣を着て、小中学生を相手に〈草木染め〉と〈藍染め〉の実験を行いました。

 草木染めでは鉄媒染とアルミ媒染を行い、染めたハンカチの色が変化する様子を観察しました。

 藍染めでは手袋とレインコートを着用して、鮮やかな藍色のハンカチを作成しました。

 小中学生に実験の原理を教えるのは難しかったですが、相手に実験についてわかりやすく説明する方法のいい学びの場になりました。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

クリスマスパーティーを行いました

執筆:科学部1年 奥村悠 2年 渡邉

 12月23日(土曜日)

  科学部OBの方々をお招きして、クリスマスパーティーを行いました。科学部員で協力してケーキ作りをしたり、お菓子を食べたりと、とても楽しい時間をすごしました。

また、OBの方々から大学生活などのお話をいただいたので、それを今後の活動に生かしていきたいです。 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

さらに今回はモンテカルロ法という実験を、ホールケーキとカラースプレーを用いて行いました。モンテカルロ法とは、数式で表すことが難しい現象をコンピュータの乱数を用いて近似解を求める方法です。これを、ケーキを使って簡単に行いました。

実験方法を紹介します。

ホールケーキに接するように正方形の枠でケーキを囲み、上からランダムにカラースプレーを振りかけます(下図)。

 

                            

 

 

 

 

 

 

(ホールケーキの面積)/(正方形の面積)と(ホールケーキにかかったカラースプレーの質量)/(枠内のカラースプレーの質量)には式1のような関係性があります。また、円の半径をrとすると式2より、

(ホールケーキの面積)/(正方形の面積)はπ/4と表されます。そして、質量と面積が関係していることから、(ホールケーキにかかったカラースプレーの質量)/(枠内のカラースプレーの質量)を式2の左辺に代入することにより、円周率を求めることができます。

(式1)

 

 

(式2)

 

 

 

 

今回の実験では、ホールケーキにかかったカラースプレーの質量が19.67 g、枠内のカラースプレーの質量が24.18 gであったため、円周率は3.25と求めることができました。

 実際の円周率にかなり近い値がでましたが、まだ誤差が大きく、実験操作の細かい調整が必要だということが分かりました。具体例としては、

・カラースプレーの粒の大きさをそろえる

・正方形の枠をしっかりと固定し、枠の下からカラースプレーが出てしまうのを防ぐ

などが挙げられます。

より正確な値を求めるためには、実験操作の改良が大切であることも学ぶことができました。

砂糖と重曹の燃焼実験

執筆:科学部2年渡邉翔瑛
撮影:科学部3年金墻倖多
 今回は砂糖と重曹の燃焼反応について紹介します。
 この実験では、砂糖が燃焼により炭になります。また、重曹は式1のように熱分解され、CO₂が
発生するので炭を膨らませます。
2NaHCO₃→Na₂CO₃+H₂O+CO₂(式1)
 そのため、内部にはたくさんの穴が空いています。

金属樹の形成

執筆:科学部2年渡邉翔瑛

撮影:科学部3年金墻倖多
 今回は塩化スズ(Ⅱ)水溶液の電気分解の実験について紹介します。
 動画左側の陰極では、式1の反応によってスズの単体が析出します。
Sn²⁺+2e⁻→Sn (式1)
 このスズが伸びていく様子が枝分かれした樹木のように見える面白い実験です。

みんなでさつま芋掘りと飯盒炊飯を行いました

執筆:1年 障子口蒼 

11月18日(土曜日)、本校職員のお宅にお邪魔して、さつまいも掘りや飯盒炊飯などの体験をさせていただきました。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

鍬を使ってさつま芋堀りをしたり、火起こしをしたり、普段の生活では経験できないようなことを行いました。収穫したさつま芋は焚き火で焼いて、蜜のあるとても美味しいものを食べことができました。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

またアルミ缶を使った飯盒炊飯にも挑戦しました。火が消えないようにと、約30分間一生懸命に取り組みました。少し固めでしたが、美味しいお米が炊けました。

今回の活動はとても貴重な体験になりました。

 

科学部の交流会に参加しました

執筆 科学部 1年 吉田舞玲

11月12日(日曜日)、坂戸市文化施設オルモでの、科学部交流会に参加し、ポスター発表をしました。

 交流会では、松山高校や松山女子高校などの自然科学系の部活が参加していました。

 自分たちの研究を発表して練習の成果を発揮したり、他校の研究発表を聞いたりすることで、新たな気づきや発見を得ることができました。

交流会での経験を、今後の部活動や勉強に活かしていきたいです。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

科学展表彰式に参加しました

執筆:科学部部長 2年 佐藤杏萌

 

10月31日、埼玉会館にて行われた「埼玉県科学教育振興展覧会 中央展」並びに「日本学生科学賞埼玉県地区展覧会」の表彰式に出席しました。今回は以下の2研究が賞をいただきました。

 

県議会議長賞

プルシアンホワイト合成時に生成される紫成分の調査

(2年 佐藤 1年 吉田・荻野)

 

優秀賞

モール法を用いた Co 錯体の加水分解速度測定 Part 2

~Na 型イオン交換樹脂による測定法の改良とプラセオ塩アナログの速度測定~

(1年 障子口・奥村・水村)

 

この2研究は、全国大会である日本学生科学賞の中央予備審査に進むこととなりました。

また、この表彰について読売新聞11月1日の朝刊に掲載されました。

 

これまで研究に協力していただいた保護者の方々、先生方に感謝申し上げます。

これからも我々科学部は精一杯研究活動を続けていきたいと思います。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

科学部 文化祭で行っていた実験の紹介

文化祭で行った体験実験について紹介します。
 1つ目の信号反応は酸化還元反応を使った実験です。グルコースの還元性とインジゴカルミン
が酸化還元によって色が変わる性質を利用して、振ると色が変わる溶液を作ることができます。
 2つ目は蛍光の実験です。世の中にはブラックライトの光を当てることで発光する物質がありま
す。これらの物質は鉱物や植物など様々なものに含まれており、生活の色々なところで役立って
います。
 3つ目はプラズマボールの実験です。ネオンやアルゴンなどの気体が入ったガラス管に高電圧
をかけると、気体がプラズマになります。プラズマに電気が流れると、電子が気体と衝突して特有
の光を発します。

日本科学未来館を見学に行きました

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7月17日、科学部で東京 江東区にある日本科学未来館を見学しました。ロボットや医療、環境、宇宙など様々な分野の展示があり、それぞれ興味を持ったものの展示を見学して学びを深めることができました。それらの展示は、文字だけでなく模型や映像など立体感のあるものも多く、あまり関心のなかった分野でも自然と興味がわくものでした。私たちの暮らしの未来を想像し、これからの自分の行動を考える良い機会になりました。

文責 科学部1年奥村悠

  

 

実験動画5

今回はビスマスについて説明します。

ビスマスとは原子番号83番、レアメタルであり、融点が271.4 ℃でほかの金属に比べとても低いです。

このビスマス結晶の、特徴的な階段状の形は骸晶と呼ばれ、角の方は結晶が成長しやすく面の成長が遅いので凹んだ形になります。

ビスマスは本来銀白色ですが動画の様に色鮮やかになるのは、表面に形成された薄い酸化被膜の構造色によるものです。構造色の身近な例には、CDの裏面やシャボン玉などがあります。

酸化被膜が厚くなるにつれて、金色から紫、青、空色、緑の順に変化していきます。

またこの酸化被膜は塩酸によって溶かすことができ、本来のビスマスの色である銀白色も観察できます。このビスマス結晶は文化祭でも販売しています。ぜひお越しください。