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浜松北高地学部天文班 - スポンサーサイト
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2002.02.22 2008年学校祭
概要
テーマ
2008年3月、「地震」に決定した。
過去行われた地学部展示のテーマは基本的に、「恐竜→地震→宇宙…」という流れとなっている。

調査
2008年3月29日、静岡県地震防災センターへ行った。ここで地震体験をしてアトラクションについて学び、TSUNAMIドームシアターでジオラマ技術を学んだ。
2008年4月、新入生を交えて、ホームセンターなどに行って使用する予定の物の値段や実物を直接確認。会計の予算内でいかに収めるかについて確認するためには大切なことである。去年は会計の人が主にこの作業を行った。

地学部展示について
題名
「ナイワハウス☆M博士の挑戦」

簡単なストーリー
 私たちは、新発売される天体観測ができる「コスモハウス」の展示会にきた。すると突然地震が発生する。すると、私たちは黄泉の国へと行ってしまったが、死神とともにとりあえず街中へ行ってみることにする。街中は余震が続いており、建物は倒壊して、土砂崩れも起きているようだ。そして、研究所を発見して中に入ってみると、地震をあらわした模型が置いてありとパネルが貼ってあった。突然博士の陰謀がわかってしまう映像が流れ、博士が「LMF13」を使用したより前に戻る。そして、中に入ると、自爆ボタンがあり、押そうとすると博士が現れ、死神が闘っているすきにボタンを押して「LMF13」が壊れる。これで地震が起きた直前に戻り、地震は小さな揺れで収まる。

展示概要
待ち時間用PV…神様が登場し、地震について知ることができる長い待ち時間には最適のPV。
合成写真入り新聞…毎年恒例の新聞に、去年に引き続き、好評だった合成写真を取り入れた。
コスモハウス(壊)…天体観測中に地震が発生して、地震が起こった後に動くことができる部屋。
街(ジオラマ)…動くビル、倒壊した街並み、そしてクオリティが高い地震後を再現したジオラマがある。
研究所入り口(地震の仕組み・PV)…地震プレート模型があり、そして博士の陰謀がわかるPVが上映される。
研究所中(LMF13)…異様な光で物が散乱しており、地震増幅装置「LMF13」が置いてある。
コスモハウス(安全)…こちらも地震が発生するが、揺れは小さい部屋。
外装…住宅展示会の外観をあらわしている。

主なスケジュール
4月22日  一次企画書提出
5月08日  最終企画書提出
5月23日  作業解禁、企画賞発表
6月7・8日 学校祭当日、各賞発表

画像
外装
2008年学校祭外装
ジオラマ
2008年学校祭ジオラマ
浜松北高地学部天文班 - 2008年学校祭
22:22:22 Top↑
2002.02.22 2007年学校祭
概要
地学部はこの年、部活動展示グランプリ8連覇、そして企画賞をとった。

地学部展示について
テーマ
「恐竜」
ちなみに2006年度は「宇宙」であった。

題名
「REX-MEN」

簡単なストーリー
恐竜の島の周りを客船でめぐるツアーに参加。そこで船が座礁し、島に辿り着く。恐竜がいる森をぬけ、研究所へ。そこでテロリストに襲われ、ザ・ライドで敵を倒し、脱出する。再び島につき、ティラノサウルスに遭遇。お客は恐竜を倒し、無事に脱出。そこでは記者会見が開かれていて、英雄としてインタビューを受ける。

展示概要
合成写真入り新聞…ここから研究が始まった。
船…まるで本物の船に乗ったような気分を体験できた。実は、陰で大変であった。
森…恐竜を間近で見ることができた。
研究所…ハイクオリティーの展示品と恐怖のテロリスト登場。
ザ・ライド…立体映像技術と動く床の見事なコラボレーション。
戦い…ついにティラノサウルス登場。お客が倒すという体験型アトラクション。
記者会見…新聞配布を兼ねたインタビューコーナー。
外装…恐竜の口に入っていくようなデザイン。牙や椰子も雰囲気を醸し出していた。

画像
外装
2007年学校祭

浜松北高地学部天文班 - 2007年学校祭
22:22:22 Top↑
2002.02.22 光害2008年-7
7 全体のまとめ
光害アンケート、SQM、光害の中心地の結果を一つの地図にまとめた。
最終結論地図

最終結論
・浜松駅の南西方向の光害が著しい
・発光ダイオードは光がそこにあることを示すものであり、白熱電球とちがい周りを照らすものではないため、光害を起こしにくい
・南区の五島地区が暗く光害が弱い
・住宅用地、工業用地、田畑、山林は暗い
・商業用地のあるところは明るい
・交差点や交通量の激しい道路の近くでは光害が強い

光害を改善するためには
・ナトリウム灯などは極力使わない
・駐車場やショッピングモールなどで無駄な電気を使わない
・発光ダイオードを使用する(私たちは、例として自動販売機の照明を発光ダイオードにかえることを考えました。今後、実験を重ねどのような場所の照明を発光ダイオードに切り替えればよいか考えていきたいと思います。)
以上のことが重要であろう。

8 参考資料
平成9・10年度 浜松市における光害の影響 静岡県立浜松北高等学校地学部

9 謝辞
アンケート調査を行うにあたって、学期末の大変忙しい中以下の中学校から協力をいただきました。この場を借りて、厚くお礼を申し上げます。
(50音順)
浜松市立入野中学校
浜松市立可美中学校
浜松市立江西中学校
浜松市立湖東中学校
浜松市立佐鳴台中学校
浜松市立蜆塚中学校
浜松市立西部中学校
浜松市立積志中学校
浜松市立高台中学校
浜松市立中部中学校
浜松市立天竜中学校
浜松市立東部中学校
浜松市立中郡中学校
浜松市立南部中学校
浜松市立南陽中学校
浜松市立丸塚中学校
浜松市立三方原中学校
浜松市立都田中学校
浜松市立与進中学校
浜松北高地学部天文班 - 光害2008年-7
22:22:22 Top↑
2002.02.22 光害2008年-5
5 RGBフィルタを用いた光害を及ぼす光源の種類の推定
1.はじめに
 光害の原因となる光源には特定の色があるので、光源ごとにこの色を調べれば光害の原因となる光源の種類を特定できるのではないか、という研究が10年前の浜松北高地学部天文班で行われた。ある地域での光源の種類を特定できれば、その地域における光害の強さのデータと比較することによってどんな光源が光害に対してどの程度の影響を与えているかを推測することができるようになるからである。そして、そのときからの浜松市内の光害の推移を調べてみようと思い立ち、私たちは10年前と同じ方法で調査をすることにした。

2.実験方法
 まず、浜松市内で、アンケート結果により光害の強度が違うと思われる6地点を選び、その観測地点で赤・緑・青の3枚のフィルタを直接カメラに取り付けて、モノクロフィルムに撮影し、そのネガフィルムをスライドプロジェクターでスクリーンに投影した。ネガフィルムを照度計で測定し、赤・緑・青のパーセンテージを出し、光の色を分析した。

3.結果
 この研究では三成分を平面で表示する必要があるので、それに適している方法、三角ダイヤグラムを利用することにする。三角ダイヤグラムとは三つのデータを参照にして結果を求めたいときに一番適切な表示方法である。
 読み方は三角形の頂点に近づくほどその頂点の割合が大きくなり、逆に頂点の反対側にある辺に近づくほどその成分が小さくなる。従って、頂点が100%、底辺が0%となる。
三角ダイヤグラム結果1  三角ダイヤグラム結果2
三角ダイヤグラム資料
この十年前のデータと今回得られた三角ダイヤグラムのデータを比較することによってある地域で使われている光源の種類を特定できる。
しかし、観測した6地点での結果の色を三角ダイヤグラムで三色に成分分析したところ、どの地点の成分もほぼ重心というデータを得ることになってしまった。
10年前のデータでは地区ごとに点の位置が分散していたので、この結果は意外なものになった。

4.考察
 10年前の論文にあった蛍光灯・水銀灯・ナトリウム・白熱電球の成分分析のデータと今回得られたデータを照合してみたところ、今回のデータは上に挙げた光源4つの中間ほどに位置していた。このことからも浜松市内では4つの光源の分布に特徴がないことが分かる。
つまり、いろいろな光源が使われているということが言えるのではないだろうか。

5.今後の課題
 今回は、浜松市内の6地点で結果にほとんど差が出ず、前回と比べて明確な結論が得られない結果になった。今後は、さらに明確な結論が得られるように調査地点を増やす必要がある。また、写真撮影時の月や雲の影響が結果に誤差を与えていると考えられるので、その影響を少なくする工夫も必要である。
浜松北高地学部天文班 - 光害2008年-5
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2002.02.22 光害2008年-4
4 室内モデル実験
1.動機・目的
 はじめに,遠くまで届く光が光害の原因の一つになるのではないか,と考えた。そのため,どの光源の光が最も遠くまで届くのかを調べるために照度計を使った室内モデル実験をすることにした。遠くまで届く光源を特定し利用を減らすことで光害を抑えることができる。また、遠くまで届かなく光害の影響になりにくい光源を見つけ代用することができると考えた。
 しかし,すでに本校の過去の光害の研究で光源として蛍光灯,水銀灯,白熱電球,ナトリウムランプを使って実験をしたデータがあったため,我々は発光ダイオードを使った実験をすることにした。発光ダイオードは近年開発され,今後需要が増えると思われるからである。また,発光ダイオードの特性を一般的な光源と比較できるように白熱電球についても実験した。

2.実験方法室内モデル実験器具
 まず実験室を十分に暗くした状態で、段ボールで作った直方体の箱の中に光の明るさを測る照度計を取り付けた力学台車を入れる。箱の一番奥に設置した光源に台車を近づけて光源と台車の距離をなくし、台車にあらかじめ取り付けておいた紐を引くことで0cmから10cmごとに最大250cmまで遠ざけながら光源の照度を測定していく


3.結果
 実験で得られたデータをコンピューターに入力し、Excelを利用して線グラフで値の変化を表す。表をもとに累乗グラフを作成した。
   ?赤色発光ダイオード                 ?緑色発光ダイオード
赤色発光ダイオード 緑色発光ダイオード
   ?青色発光ダイオード                 ?白色発光ダイオード
青色発光ダイオード 白色発光ダイオード
   ?白熱電球(透明)                   ?白熱電球(蛍光塗料付き)
白熱電球(透明) 白熱電球(蛍光塗料)
1.相関係数
➀~?のそれぞれのグラフが光の定義にどれだけ近いかを表した数字が相関係数である。
相関係数が1.0に近いほどグラフが正確なものと言える。
 ?~?とも,0.950を上回っており,それぞれの実験における一つひとつのデータは非常に信憑性が高いと言える。
2.分母指数
y=k/x2の分母の指数2に注目した。この「2」という値は光の理論上での値であるため,表で?と?の分母指数値が順に2.32、2.06となったのは光の反射などによる誤差であると考えられる。しかし、?~?の分母指数値は3.62、3.08、3.67、3.10であり、2より大幅に大きな値となっている。つまり、発光ダイオードは距離が遠くなるにつれて急激に暗くなると言える。
3.最大距離
室内モデル実験表
最大距離に比べると距離x₀の値は微々たるものでしかないため、最大距離-x₀≒最大距離となる。ゆえに、この実験においては100 luxという同じ明るさに統一したとしても、最大距離にはほとんど変化がない。したがって、最大距離はそれぞれの光源のもとの明るさに関係なく、それぞれの光源の光の特性といえる。     
以上のことより、発光ダイオードにおいて色以外の条件をすべて同じにしたならば、最も遠くまで光が届くのは緑色で順に白色、赤色、青色といえる。実験を始める前の段階で、遠くまで届く光が光害の原因の一つになるのではないか,と考えていたため、仮にこの予想が正しいのならば青色発光ダイオードが最も光害になりにくい、ともいえる
また、白熱電球においては、蛍光塗料付きの方が透明なものよりも光が遠くに届くため、透明なもののほうが光害になりにくい。

4.まとめ
・発光ダイオードは距離が遠くなるにつれて急激に暗くなる。
・発光ダイオードにおいて色以外の条件をすべて同じにしたならば、最も遠くまで光が届くのは緑色で順に白色、赤色、青色となる。 
・白熱電球の光は、蛍光塗料付きの方が透明なものよりも遠くに届く。
・発光ダイオードと白熱電球では、発光ダイオードのほうが光が遠くまで届かず光害になりにくい。よって使う光源を発光ダイオードにすることにより光害を減らすことができる。しかし、白熱電球の代わりに発光ダイオードを使用するのは用途が違うため難しい。そこで、発光ダイオードは、光が遠くまで届かないため、その場所にある物を示すことに適していると考えられる。そのため、発光ダイオードは自動販売機に利用できるのではないかと考えた。

5.今後の課題
 今回のモデル実験では、発光ダイオードにおいて最も遠くまで光が届くのは緑色で順に白色、赤色、青色となった。しかし、一般的に光は赤色が最も遠くまで届き,順に緑色,青色となることが知られている。なぜ発光ダイオードの光の順番は一般的な光の順番と異なるのか。このことを今後追及していきたい。
浜松北高地学部天文班 - 光害2008年-4
22:22:22 Top↑
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