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実験

時計(とけい)をふり回(まわ)して実験(じっけん)「目覚(めざ)ましドップラー効果(こうか)」

実験 時計(とけい)をふり回(まわ)して実験(じっけん)「目覚(めざ)ましドップラー効果(こうか)」

近(ちか)づいてくる列(れつ)車(くるま)の音(おと)は高(たか)く、遠(とお)ざかっていくときは低(ひく)く聞(き)こえる。消防車(しょうぼうしゃ)のサイレンでも経験(けいけん)するね。これを、音(おと)の「ドップラー効果(こうか)」と言(い)うんだ。目覚(めざ)まし時計(どけい)をぐるぐるふり回(まわ)せば、ドップラー効果(こうか)を再現(さいげん)できるよ。

用意(ようい)するもの

・目覚(めざ)まし時計(どけい)(ベル音(おん)のように、音(おと)が連続(れんぞく)して鳴(な)るもの。100円(えん)ショップなどでも手(て)に入(はい)るよ)
・ひも(長(なが)さは1.5mくらいで、太(ふと)さは5mmくらいのじょうぶなもの)
・レジぶくろ

やり方(かた)

じゅんび

1)目覚(めざ)まし時計(どけい)を鳴(な)らしたまま、レジぶくろに入(い)れる。

2)レジぶくろの持(も)ち手(て)のところに、ひもを結(むす)んで付(つ)ける。しっかり結(むす)ぶこと。

実験

1)時計(とけい)を回(まわ)す人(ひと)と、少(すこ)しはなれて音(おと)を聞(き)く人(ひと)の、2人(にん)で実験(じっけん)する。

2)1人(にん)がひもを持(も)って時計(とけい)の入(はい)っているレジぶくろをぐるぐると回(まわ)し、もう1人(にん)が2mくらいはなれて立(た)つ。

3)時計(とけい)が近(ちか)づいてくるときは音(おと)が高(たか)く、遠(とお)ざかるときは低(ひく)く聞(き)こえるよ。

※注意(ちゅうい)

・屋外(おくがい)か、広(ひろ)い室内(しつない)(体育館(たいいくかん)など)で実験(じっけん)すること。
・時計(とけい)がまわりの人(ひと)や物(もの)にぶつかると危険(きけん)なので、まわりをよくたしかめてから実験(じっけん)すること。
・ひもがはずれたり、レジぶくろがやぶれたりしないように気(き)をつけること。

音(おと)の高(たか)さが変(か)わるのは、なぜ

サイレンを鳴(な)らして走(はし)る消防車(しょうぼうしゃ)などが通(とお)り過(す)ぎる際(さい)、近(ちか)づくときと遠(とお)ざかるときではサイレンの音(おと)の高(たか)さがちがって聞(き)こえる。これは気(き)のせいではなく、空気(くうき)を伝(つた)わる音(おと)の波(なみ)の様子(ようす)が変(か)わるためなんだ。この現象(げんしょう)を「ドップラー効果(こうか)」と言(い)うよ。
この実験(じっけん)では、目覚(めざ)まし時計(どけい)が「消防車(しょうぼうしゃ)」の代(か)わりで、ぐるぐる回(まわ)すと、時計(とけい)が近(ちか)づいたり遠(とお)ざかったりをくり返(かえ)す。
時計(とけい)が近(ちか)づいてくるときは音(おと)の波(なみ)がちぢまり、聞(き)く人(ひと)の耳(みみ)に入(い)る音(おと)の振動(しんどう)数(すう)がふえる(=高(たか)い音(おと)に聞(き)こえる)。反対(はんたい)に、遠(とお)ざかるときは音(おと)の波(なみ)がのび、振動(しんどう)数(すう)がへる(=低(ひく)い音(おと)に聞(き)こえる)。そのため、音(おと)の高低(こうてい)が一定(いってい)のリズムで、くり返(かえ)し変化(へんか)しながら聞(き)こえるんだ。

・時計(とけい)を回(まわ)す速(はや)さを変(か)えると、音(おと)の高(たか)さはどうなるかな?
・目覚(めざ)まし時計(どけい)以外(いがい)の、音(おと)を出(だ)す小物(こもの)を使(つか)ってやってみよう。

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