2011年度サイエンス・マイスター副専攻春学期授業「高度科学技術入門」、「科学体験学習1」実施報告

サイエンス・マイスター育成プログラム
「サイエンス・マイスター副専攻」

2013年度実施授業
春学期:







秋学期:

「高度分析技術3」気体分子運動論・イオンの衝突・電離真空計の基礎  10月9日

担当教員:工学部原子力工学科 松村義人教授


今回は講義開始前に、プラズマの観察を行いました。その後松村義人教授による『圧力と気体分子運動』について講義が行われました。講義前半では、コップとジュースとストロー2本を使った大気圧の実験を行いました。受講生はストローで飲み物を吸う時は、口の中が減圧される事を実感できた様子でした。後半の気体分子運動量論の説明では、要点を再確認しながら学ぶことができました。授業内に出てきた数式は高度な物もあり、今後高度な分析装置を使用する際に慣れていきたいと言う感想もありました。





学生の感想

真空にして、プラズマにしたときの紫がきれいだった。残留ガスには窒素が多く、それが紫に光っているということで、他の原子はどのように光るのか興味を持った。でもその前に、圧力について知らないとダメだと思った。

(2年生:Hさん)



大気圧がTorrということをわかるには溶液に沈めたビンを、浸した状態で持ち上げてやればビン中から溶液は全て抜ける事なく、液面より760mmの高さまでビン内では液体が吸い上げられる。これは液面にかかる気圧の力がどれ程か示している。物理的な現象の理解の仕方にこのようなものがあることに嬉しく感じました。

(3年生:H君)



ストローを使用した実験は初めて行ったので新鮮で面白かった。高校の時にこのような授業を受けていればもっと物理に興味が湧いたのに、と思った。また気体の状態方程式やステファン・ボルツマンの公式などは大学入学後も何度か使うことがあったが、改めてその式の成り立ちを見てみると分っていなかった事ばかりで、もう一度復習する必要があると思った。

(4年生:Sさん)



方程式を用いた説明をひたすら受けるのではなく、体感、実用例、目での解説があり、とても分り易かったです。今後実験に取り組んでいく上で、ストローを用いた大気圧の考え方は誰でも理解出来るものだったので、指導する機会があったらぜひやってみたいと思います。

(3年生:S君)



はじめのプラズマの実験がうまくいって本当に良かったと思った。また今回の講義では、気体分子の運動論として分子1つあたりの運動エネルギーを算出したが、そこで使用された公式は全て今まで高校時代に勉強したものしか使用されておらず、しかもあまり記憶に残っていなかった公式が多くあったので復習する必要があると思った。

(3年生:K君)



言われればそうだなと思ったが、何かを吸い込む時は“吸う”というより移動場所を真空にしているという感覚を持っていなかったので、面白いと思った。また、真空の定義が「○Pa以下」というように決められたものではなく、その時の場面によって真空の定義は変わるということが初めて分った。

(2年生:Sさん)



高校で学習した内容が少し盛り込まれていたが、自分の理解が浅いことを思い知らされた。いつも「量」の概念が出てきた瞬間に目をつぶってしまうので、これからは定量的な理解を心がけたいと思った。

(2年生:H君)



なぜストローで飲み物を飲む事ができるのかは、ストロー内部の圧力が下がるからだと思っていたが、ストロー内部だけでなく口の中の圧力も下がる必要があるというのは考えたことがなかった。このような簡単な実験で結果が目でわかって面白いと思った。また、口の中は私のイメージする真空よりはだいぶ圧力が高いけれど、飲み物を吸うと言う目的に対して真空である、と言うのは新しい考え方だった。

(3年生:Tさん)



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