目次・・・・・ - jst · ー4ー...

ー 1 ー

・・・・・　目　　次　・・・・・

4

5

7

8

11

141618202224

27

303234363840

43

4648505254

57

60626466

69

7274767880

83

8688909294

頁

●平成20年度スーパーサイエンスハイスクール生徒研究発表会 …………………

●分科会の部 ………………………………………………………………………………

●SSH生徒研究発表会テーマ一覧 ……………………………………………………

●各分科会のタイムスケジュール ………………………………………………………

●分科会レジュメ○第1分科会 …………………………………………………………………………………………………

1803 佐野日本大学高等学校 ………………………………………………………………………1825 島根県立松江東高等学校 ……………………………………………………………………1810 石川県立小松高等学校 ………………………………………………………………………1815 名城大学附属高等学校 ………………………………………………………………………1801 岩手県立水沢高等学校 ………………………………………………………………………1817 滋賀県立膳所高等学校 ………………………………………………………………………

○第2分科会 …………………………………………………………………………………………………

1809 石川県立金沢泉丘高等学校 …………………………………………………………………1829 佐賀県立致遠館高等学校 ……………………………………………………………………1830 熊本県立第二高等学校 ………………………………………………………………………1806 埼玉県立川越高等学校 ………………………………………………………………………1816 名古屋大学教育学部附属中・高等学校 ……………………………………………………1802 茨城県立水戸第二高等学校 …………………………………………………………………

○第3分科会 …………………………………………………………………………………………………

1805 埼玉県立川越女子高等学校 …………………………………………………………………1827 徳島県立城南高等学校 ………………………………………………………………………1811 長野県屋代高等学校 …………………………………………………………………………1813 静岡県立磐田南高等学校 ……………………………………………………………………1820 兵庫県立加古川東高等学校 …………………………………………………………………

○第4分科会 …………………………………………………………………………………………………

1807 東京都立小石川高等学校 ……………………………………………………………………1823 和歌山県立向陽高等学校・中学校 …………………………………………………………1831 宮崎県立宮崎北高等学校 ……………………………………………………………………1822 武庫川女子大学附属中学校・高等学校 ……………………………………………………

○第5分科会 …………………………………………………………………………………………………

1804 群馬県立高崎女子高等学校 …………………………………………………………………1808 早稲田大学高等学院 …………………………………………………………………………1828 香川県立三本松高等学校 ……………………………………………………………………1812 岐阜県立岐山高等学校 ………………………………………………………………………1814 名古屋市立向陽高等学校 ……………………………………………………………………

○第6分科会 …………………………………………………………………………………………………

1818 立命館守山高等学校 …………………………………………………………………………1826 ノートルダム清心学園清心女子高等学校 …………………………………………………1819 大阪府立泉北高等学校 ………………………………………………………………………1821 兵庫県立豊岡高等学校 ………………………………………………………………………1824 鳥取県立鳥取東高等学校 ……………………………………………………………………

ー 2 ー

1801 岩手県立水沢高等学校 …………………………………………………1802 茨城県立水戸第二高等学校 ……………………………………………1803 佐野日本大学高等学校 …………………………………………………1804 群馬県立高崎女子高等学校 ……………………………………………1805 埼玉県立川越女子高等学校 ……………………………………………1806 埼玉県立川越高等学校 …………………………………………………1807 東京都立小石川高等学校 ………………………………………………1808 早稲田大学高等学院 ……………………………………………………1809 石川県立金沢泉丘高等学校 ……………………………………………1810 石川県立小松高等学校 …………………………………………………1811 長野県屋代高等学校 ……………………………………………………1812 岐阜県立岐山高等学校 …………………………………………………1813 静岡県立磐田南高等学校 ………………………………………………1814 名古屋市立向陽高等学校 ………………………………………………1815 名城大学附属高等学校 …………………………………………………1816 名古屋大学教育学部附属中・高等学校 ………………………………1817 滋賀県立膳所高等学校 …………………………………………………1818 立命館守山高等学校 ……………………………………………………1819 大阪府立泉北高等学校 …………………………………………………1820 兵庫県立加古川東高等学校 ……………………………………………1821 兵庫県立豊岡高等学校 …………………………………………………1822 武庫川女子大学附属中学校・高等学校 ………………………………1823 和歌山県立向陽高等学校・中学校 ……………………………………1824 鳥取県立鳥取東高等学校 ………………………………………………1825 島根県立松江東高等学校 ………………………………………………1826 ノートルダム清心学園清心女子高等学校 ……………………………1827 徳島県立城南高等学校 …………………………………………………1828 香川県立三本松高等学校 ………………………………………………1829 佐賀県立致遠館高等学校 ………………………………………………1830 熊本県立第二高等学校 …………………………………………………1831 宮崎県立宮崎北高等学校 ………………………………………………

1901 福島県立福島高等学校 …………………………………………………1902 茨城県立日立第一高等学校 ……………………………………………1903 清真学園高等学校 ………………………………………………………1904 群馬県立桐生高等学校 …………………………………………………1905 埼玉県立浦和第一女子高等学校 ………………………………………1906 筑波大学附属駒場高等学校 ……………………………………………1907 東京都立科学技術高等学校 ……………………………………………1908 東京都立戸山高等学校 …………………………………………………1909 東京都立日比谷高等学校 ………………………………………………1910 東海大学付属高輪台高等学校 …………………………………………1911 石川県立七尾高等学校 …………………………………………………1912 山梨県立甲府南高等学校 ………………………………………………1913 岐阜県立恵那高等学校 …………………………………………………1914 静岡県立清水東高等学校 ………………………………………………1915 静岡北高等学校 …………………………………………………………1916 愛知県立岡崎高等学校 …………………………………………………1917 三重県立津高等学校 ……………………………………………………1918 三重県立津西高等学校 …………………………………………………1919 滋賀県立彦根東高等学校 ………………………………………………1920 京都府立洛北高等学校 …………………………………………………

●ポスターの部 ……………………………………………………………………………

●ポスターセッション参加校一覧 ………………………………………………………

●ポスターセッションレジュメ …………………………………………………………

100101102103104105106107108109110111112113114115116117118119120121122123124125126127128129130

131132133134135136137138139140141142143144145146147148149150

97

99

100

＜平成18年度指定校＞


ー 3 ー

1921 大阪府立天王寺高等学校 ………………………………………………1922 大阪府立住吉高等学校 …………………………………………………1923 奈良県立奈良高等学校 …………………………………………………1924 西大和学園高等学校 ……………………………………………………1925 和歌山県立海南高等学校 ………………………………………………1926 和歌山県立日高高等学校 ………………………………………………1927 島根県立益田高等学校 …………………………………………………1928 岡山県立玉島高等学校 …………………………………………………1929 広島大学附属高等学校 …………………………………………………1930 山口県立宇部高等学校 …………………………………………………1931 高知県立高知小津高等学校 ……………………………………………

2002 栃木県立宇都宮女子高等学校 …………………………………………2003 玉川学園高等部・中学部 ………………………………………………2004 新潟県立新潟南高等学校 ………………………………………………2010 大阪府立大手前高等学校 ………………………………………………2012 兵庫県立神戸高等学校 …………………………………………………

1601 福島県立相馬高等学校 …………………………………………………1603 千葉県立柏高等学校 ……………………………………………………1604 芝浦工業大学柏高等学校 ………………………………………………1608 福井県立藤島高等学校 …………………………………………………1612 三重県立松阪高等学校 …………………………………………………

1701 青森県立八戸北高等学校 ………………………………………………1702 群馬県立高崎高等学校 …………………………………………………1703 埼玉県立大宮高等学校 …………………………………………………1704 早稲田大学本庄高等学院 ………………………………………………1705 東京工業大学附属科学技術高等学校 …………………………………1706 神奈川県立西湘高等学校 ………………………………………………1707 山梨県立都留高等学校 …………………………………………………1708 長野県諏訪清陵高等学校 ………………………………………………1709 兵庫県立尼崎小田高等学校 ……………………………………………1710 京都市立堀川高等学校 …………………………………………………1711 立命館高等学校 …………………………………………………………1712 京都教育大学附属高等学校 ……………………………………………1713 奈良女子大学附属中等教育学校 ………………………………………1714 岡山県立倉敷天城高等学校 ……………………………………………1715 広島県立広島国泰寺高等学校 …………………………………………1716 愛媛県立松山南高等学校 ………………………………………………1717 福岡県立小倉高等学校 …………………………………………………1718 長崎県立長崎西高等学校 ………………………………………………1719 大分県立大分舞鶴高等学校 ……………………………………………1720 鹿児島県立錦江湾高等学校 ……………………………………………1721 池田学園池田中学・高等学校 …………………………………………1722 沖縄県立開邦高等学校 …………………………………………………

●ポスターセッションブースレイアウト ………………………………………………

151152153154155156157158159160161

162163164165166

167168169170171

172173174175176177178179180181182183184185186187188189190191192193

裏表紙




ー 4 ー

平成20年度スーパーサイエンスハイスクール生徒研究発表会

平成18年度スーパーサイエンスハイスクール校の生徒を中心とした研究成果の発表を行い、高校生の科学に対する興味・関心を一層喚起するとともに広く成果の普及を図る。

主催　　：文部科学省、独立行政法人科学技術振興機構

開催日時：平成20年8月7日（木）～8日（金）

開催会場：パシフィコ横浜〒220-0012 横浜市西区みなとみらい1-1-1TEL 045－221－2155

プログラム：第1日目　　8月7日（木） 9:00-18:30（受付8:30～）09:00-10:00 （1）全体会　　　　　　　　　

●開会挨拶●講演●諸連絡

10:30-14:45 （2）分科会（12:00～13:00昼食）

15:30-18:00 （3）ポスターセッション

18:10-18:30 （4）代表校選出　　

18:30 （5）解散

第2日目　　8月8日（金） 9:00-15:30（受付8:30～）9:00-12:10 （1）全体会

●分科会代表校発表（12:10～13:00昼食）

13:00-14:00 （2）ポスターセッション

14:00-15:00 休憩（ポスターセッション片付け）

15:00-15:30 ●講評●表彰文部科学大臣奨励賞、科学技術振興機構理事長賞、ポスターセッション賞●閉会挨拶

15:30 （3）閉会

パシフィコ横浜　国立大ホール



パシフィコ横浜　会議センター（3F・5Ｆ）301・302・303・304・501・502会議室

パシフィコ横浜　国立大ホール（1Ｆ）マリンロビー　

パシフィコ横浜　国立大ホール（1Ｆ）マリンロビー　

分科会の部

ー 7 ー

佐野日本大学高等学校

島根県立松江東高等学校

石川県立小松高等学校

名城大学附属高等学校

岩手県立水沢高等学校

滋賀県立膳所高等学校

石川県立金沢泉丘高等学校

佐賀県立致遠館高等学校

熊本県立第二高等学校

埼玉県立川越高等学校

名古屋大学教育学部附属中・高等学校

茨城県立水戸第二高等学校

埼玉県立川越女子高等学校

徳島県立城南高等学校

長野県屋代高等学校

静岡県立磐田南高等学校

兵庫県立加古川東高等学校

東京都立小石川高等学校

和歌山県立向陽高等学校・中学校

宮崎県立宮崎北高等学校

武庫川女子大学附属中学校・高等学校

群馬県立高崎女子高等学校

早稲田大学高等学院

香川県立三本松高等学校

岐阜県立岐山高等学校

名古屋市立向陽高等学校

立命館守山高等学校

ノートルダム清心女子高等学校

大阪府立泉北高等学校

兵庫県立豊岡高等学校

鳥取県立鳥取東高等学校

加速度の視覚認識装置の開発と研究

ロケットの力学

コマを使った安定性について

コマを回して地球を守る

動力としてのスターリングエンジン

回転する球体のはねかえりについての研究

高温超伝導体における磁気浮上現象

周辺騒音軽減のための屈折を用いた音波集束の研究

超音波の研究

RESEACH on the スペクトル～自作分光器による天体の分光観測～

立体とその面に関する様々な性質の研究

銅金属葉のフラクタル成長とボロノイ分割

流星塵を探して

鳴門の渦潮

玄能石～上田の不思議な石～

2008年1月27日の地震による静岡県磐田袋井地域の詳細震度と地盤の振動特性

マグマ残液流体相と風化変質作用が凝灰岩に与えた影響～高級石材「竜山石」の成因～

JIS法によるCOD測定法の基礎的考察

アスコルビン酸定量実験の研究

鉄（Ⅲ）イオンに対する黒豆ポリフェノールの還元作用について

色素増感型太陽電池に有効な植物色素の研究

群馬県産農産物由来の植物性乳酸菌を活用したヨーグルトの作成

発光バクテリアの研究

様々な糖に対するカビの繁殖

イネ科植物幼葉鞘の実験に対する疑問を解く

花粉管伸長のしくみ

琵琶湖南湖におけるブルーギルの食性

サンショウウオの人工繁殖

人工孵化させたウコッケイの行動

コウノトリの羽毛から抽出したＤＮＡの検討

湖山池に生息するブルーギルの食性分析

1 ①

1 ②

1 ③

1 ④

1 ⑤

1 ⑥

2 ①

2 ②

2 ③

2 ④

2 ⑤

2 ⑥

3 ①

3 ②

3 ③

3 ④

3 ⑤

4 ①

4 ②

4 ③

4 ④

5 ①

5 ②

5 ③

5 ④

5 ⑤

6 ①

6 ②

6 ③

6 ④

6 ⑤

301

301

301

301

301

301

302

302

302

302

302

302

303

303

303

303

303

304

304

304

304

501

501

501

501

501

502

502

502

502

502

14

16

18

20

22

24

30

32

34

36

38

40

46

48

50

52

54

60

62

64

66

72

74

76

78

80

86

88

90

92

94

学校名指定No 研究発表テーマ分科会※注:1

会場頁

1803

1825

1810

1815

1801

1817

1809

1829

1830

1806

1816

1802

1805

1827

1811

1813

1820

1807

1823

1831

1822

1804

1808

1828

1812

1814

1818

1826

1819

1821

1824

【SSH生徒研究発表会　発表テーマ】

注1：「分科会」欄の数字は分科会の番号、丸数字は各分科会での発表順を表す

ー 8 ー

【各分科会のタイムスケジュール】

〈第1分科会〉（場所：会議センター3F 301 会議室）

佐野日本大学高等学校（10:30～11:00）［加速度の視覚認識装置の開発と研究］

島根県立松江東高等学校（11:00～11:30）［ロケットの力学］

石川県立小松高等学校（11:30～12:00）［コマを使った安定性について］

名城大学附属高等学校（13:00～13:30）［コマを回して地球を守る］

岩手県立水沢高等学校（13:30～14:00）［動力としてのスターリングエンジン］

滋賀県立膳所高等学校（14:00～14:30）［回転する球体のはねかえりについての研究］


石川県立金沢泉丘高等学校（10:30～11:00）［高温超伝導体における磁気浮上現象］

佐賀県立致遠館高等学校（11:00～11:30）［周辺騒音軽減のための屈折を用いた音波集束の研究］

熊本県立第二高等学校（11:30～12:00）［超音波の研究］

埼玉県立川越高等学校（13:00～13:30）［RESEACH on the スペクトル　～自作分光器による天体の分光観測～］

名古屋大学教育学部附属中・高等学校（13:30～14:00）［立体とその面に関する様々な性質の研究］

茨城県立水戸第二高等学校（14:00～14:30）［銅金属葉のフラクタル成長とボロノイ分割］


埼玉県立川越女子高等学校（10:30～11:00）［流星塵を探して］

徳島県立城南高等学校（11:00～11:30）［鳴門の渦潮］

長野県屋代高等学校（11:30～12:00）［玄能石　～上田の不思議な石～］

静岡県立磐田南高等学校（13:00～13:30）［2008年1月27日の地震による静岡県磐田袋井地域の詳細震度と地盤の振動特性］

兵庫県立加古川東高等学校（13:30～14:00）［マグマ残液流体相と風化変質作用が凝灰岩に与えた影響　～高級石材「竜山石」の成因～］

・第1分科会発表校を同時中継（14:00～14:30）

ー 9 ー


東京都立小石川高等学校（10:30～11:00）［JIS法によるCOD測定法の基礎的考察］

和歌山県立向陽高等学校・中学校（11:00～11:30）［アスコルビン酸定量実験の研究］

宮崎県立宮崎北高等学校（11:30～12:00）［鉄（Ⅲ）イオンに対する黒豆ポリフェノールの還元作用について］

武庫川女子大学附属中学校・高等学校（13:00～13:30）［色素増感型太陽電池に有効な植物色素の研究］

・第2分科会発表校を同時中継（13:30～14:00）・　　　　　〃　　　　　　　（14:00～14:30）


群馬県立高崎女子高等学校（10:30～11:00）［群馬県産農産物由来の植物性乳酸菌を活用したヨーグルトの作成］

早稲田大学高等学院（11:00～11:30）［発光バクテリアの研究］

香川県立三本松高等学校（11:30～12:00）［様々な糖に対するカビの繁殖］

岐阜県立岐山高等学校（13:00～13:30）［イネ科植物幼葉鞘の実験に対する疑問を解く］

名古屋市立向陽高等学校（13:30～14:00）［花粉管伸長のしくみ］



立命館守山高等学校（10:30～11:00）［琵琶湖南湖におけるブルーギルの食性］

ノートルダム清心学園清心女子高等学校（11:00～11:30）［サンショウウオの人工繁殖］

大阪府立泉北高等学校（11:30～12:00）［人工孵化させたウコッケイの行動］

兵庫県立豊岡高等学校（13:00～13:30）［コウノトリの羽毛から抽出したＤＮＡの検討］

鳥取県立鳥取東高等学校（13:30～14:00）［湖山池に生息するブルーギルの食性分析］


【第1分科会】

ー 13 ー

【第1分科会】場所：会議センター3F 301 会議室

1

2

3

4

5

6

1803

1825

1810

1815

1801

1817

佐野日本大学高等学校

島根県立松江東高等学校

石川県立小松高等学校

名城大学附属高等学校

岩手県立水沢高等学校

滋賀県立膳所高等学校

学校名


ロケットの力学





14

16

18

20

22

24

研究発表テーマ頁発表順番指定NO

ー 14 ー


1803 佐野日本大学高等学校

田島大輔　平井良舗

1. 動機物理量は、その数値と見た目の量を視覚で体験的に感じることでより明確に理

解できる。しかし、「加速度」は、身近で重要な物理量でありながら、とかく数値だけで扱われ視覚で認識しにくい量であった。ある値の加速度がどのような運動なのかを視覚で認識し体感したいと感じたことが、この開発と研究の動機である。

2. 目的（1）加速度の「数値」と「運動」を視覚的に認識できる装置を新たに開発すること。（できる限り市販のソフトに頼らない装置の開発を目指す）

（2）その装置を使って、人の加速度運動に対する感じ方や運動能力などを調査し分析することで、装置の応用性や効果を検証すること。

3. 仮説（1）Ｈ8を利用し、等間隔で配列したＬＥＤを設定した値の加速度で点灯させるこ

とで、視覚によって認識できる加速度運動を作り出すことができる。（2）その装置によって、人が視覚で捉えた加速度値や人が走り出す運動を調査し、

人の加速度に対する認識度や運動能力を分析でき、装置の特徴を検証できる。

4. 方法（1）Ｈ8を用いて等間隔で配置したＬＥＤを加速度点灯させる装置を開発する。①重力加速度として動作する小規模な点灯装置を実際の自由落下運動と比較し検証しながら作製する。検証のために高速度ムービーを使用し動作を確認する。

②設定した値で動作する10ｍ規模の水平加速度点灯が可能な装置を作製する。（2）装置の効果・応用性を実験によって検証する。①人に視覚で捉えさせた加速度を数値で表現させ、データを取り分析する。②人の加速度と比較のため対照実験を行い、「加速度」を人がどのように認識しコントロールできるかを調査し分析する。

5. 結果（1）市販のソフトや装置を利用することなくＨ8のコントロールによって指定した

値で動作する加速度の視覚認識装置を自分たちの手で開発し製作できた。（2）人が加速度を数値と視覚で認識しながら学習することを調査によって明らか

にでき、この装置が人の加速度運動能力の解明に役立つことを検証できた。

6. 今後の課題装置の実用性をさらに高め応用範囲を広げ、特に人の運動能力が加速度を視覚認

識する訓練によって向上できることを多くのデータを得ることによって解明する。

ー 16 ー

1825 島根県立松江東高等学校

「ロケットの力学」

僕達は、大阪大学での研修で、ロケットに興味をもったので、大学で得たデータと自分たちで製作したロケットを打ち上げた結果を比較しようとした。そのために、最初に空気圧で発射する圧力

ロケットを作成し、発射時の気圧とスピードの関係を調べた。その結果、圧力センサーの値から求めた力積の方が発射時のスピードから求めた運動量変化よりも大きくなった。発射時の速さをより正確に求めるために、ハイスピードカメラを近くの研究所から借りてきて使ってみたが、やはり、圧力変化から求めた力積の方が大きくなった（右表）。これは、摩擦力による力積も無視できないためであると考えらる。次に、ロケットの空気抵抗について、風洞

を用いて実験した（右図）。風速は風速計により、抵抗力は自分たちで工夫したばねはかりにより測定した。結果として、抵抗力が風速の2乗に比例することがわかった（右下グラフ、縦：抗力[N]、横：速度[m/s]）。そこで、速さと抵抗力の関係を数式で表し、

ロケットの軌道をシミュレーションするとともに、実際にロケットを打ち上げた場合の軌道をビデオ録画し、2つを比較してみた（下左図と、下右グラフ）。結論から言うと、定性的には似た形の軌道になったが、値はずれていた。今回の実験ではここまでしか行っていないが、この後、空気抵抗とロケットの軌道について、もう少しつっこんだ研究をしていきたい。あわせて、実験室内でできる圧力ロケットについても、もっとモデルを簡単なものに置き換えて測定したいと思う。

ー 18 ー


1810 石川県立小松高等学校

大倉圭翔　下坂翔太郎　松尾侑香

実験＆内容1. 下の写真のようにCDに円盤をとりつけ、モーターで円盤を回すと、ジャイロ効果によりCDは立った。これは、自転車が走行中に倒れないのと同じ効果である。そこで、この安定性を利用し、人間のバランスを保持する装置が作れないだろうかと考えた。人間を支えるということは、人間の分だけ重心が高くなるということだ。そこで、CDゴマを改造し、重心の高い物体に替え、それを立たせることができることを立証する必要があると考えた。

2. CDの上に重りをつけ、重心を高くした。しかし、前後のバランスは保たれるが、左右のバランスは保たれないので、左右に倒れてしまう。そこで、左右に倒れないようにする必要があると考えた。

3. CDのかわりに、横方向に安定なボックスを取り付け、中で円盤を回した。

しかし、前後に倒れてしまった。コマは自身が歳差運動（回転）することによりバランスを保っているが、現段階のボックスゴマは床と2点で接していて、摩擦で回ることができない。つまり、必ず床と一点で接しなくてはならないのである。

4. 床と一点で接した状態で前後左右に安定させるため、縦方向にも円盤を回すようにした。そして、床と接する部分に

一点で床と接することができる半径のパーツを取り付け、パーツの半径を1cmずつ変えながら実験し、どの半径がもっとも長くボックスを安定させることができるか測定した。結果は以下の表の通りである。

半径14～15センチのものがいままで一番安定した。しかし、十字の割れ目の部分から倒れることが多かった。そこで、割れ目の隙間を少なくする必要があると考えた。

5. 一番立った15センチのパーツを二重に重ね、米の字型にして隙間を少なくした。そうすることで、より安定させることができた。しかし、やはり割れ目の部分から倒れてしまうことが多かった。このことから球体が理想であると私たちは考えた。

6. 4で一番時間が長かった、半径15cmの球体の一部を切り取り、下部に取り付けた。こうする事で、更なる安定が得られた。

7. これ以上安定させるためにはどうすれば良いか考えた結果、コマの原点に戻り、円盤を地面と平行に取り付けることにした。こうする事で、円盤一つで全方向に安定させる事ができた。しかし、安定力が分散してしまうため、安定性はあまり良くなかった。

ー 20 ー


1815 名城大学附属高等学校

メカトロ部トライボロジーチーム梅基哲矢塚本将弘

潤滑剤とは機械を動かす上で不可欠なもので、部品どうしの摩擦を減らし、滑らかに動かすための物質のことである。この潤滑剤によって機械の性能向上を図ることができ、また機械の寿命を決める要因のひとつとなる。また、この潤滑剤には一般的に油のほかに添加剤を含んでいる。その添加剤には

希少金属が数多く使われている。この添加剤により一層摩擦が減少し、機械の性能が向上する。代表的な希少金属としてはモリブデンが上げられるが、そのほかについては企業秘密のため私たちは知ることができない。なお本研究では実際に機械を使用しては行えないため、代わりにコマによる実験をおこなった。なぜコマを使用したかというとコマ先と接触面との間に摩擦が発生する。そのた

めコマ先と接触面との間に潤滑剤をさして実験を行えば、潤滑剤によってコマの回

転時間が変化する。そのためコマが倒れるまでの回転時間を計測した。この回転時間が長ければ長いほど摩擦が小さい、つまりその潤滑剤は良いということになる。本研究では希少金属の代替物質として、

食品の廃材等を利用することを考え、さまざまな添加剤の検討を行い、一定の成果を見た。

図1 コマを回転させる実験機器図2 回転実験に用いた器具

図3 添加剤と回転時間

ー 22 ー


1801 岩手県立水沢高等学校

粟野祐介　小野寺冬真西塚徹　吉岡純一

1. 目　的今年の物理班では去年までの失敗を生かし、独自のエンジンの制作、動力とし

ての使用だけでなく、スターリングエンジンの性能を向上させるための温度等の測定実験を行い、熱効率や出力の検証を行いました。

2. 制作・実験ツーピストン形のスターリングエンジンを制作

し、そのエンジンを独自のシャシに搭載したスターリングエンジンカーを制作しました。また、それを使って高温部と低温部の温度差と出力の関係、温度差と熱効率の関係を検証する実験を行いました。

①2mの距離を走らせ平均の速度を測定し、ガストーチ・アルコールランプの消費量から熱量を測定し、エネルギー効率を求めました。②加熱された高温部と冷却された低温部の温度を測定しながらエンジンの回転数（出力）を測定し、温度差と出力の関係を求めました。③カルノー効率の式を用い、温度差と熱効率の関係を求めました。

3. これからの課題○更なる実験データの収集○熱効率の向上○実用性の追求○異なる材質のシリンダーを用いたエンジンの制作○シリンダー内の気体を別の気体に変えたエンジンの性能の研究○シリンダー内の気体の体積を変えたエンジンの性能の研究

ー 24 ー


1817 滋賀県立膳所高等学校

安居岳大　池田慎也高橋美帆　深井裕太

1. 研究の概要ピンポン球などの球体に回転を与えてはねかえらせる

と、球体は回転を与えないときとは異なる運動を行う〈写真A〉。そこで、球体の速度がはねかえり前後でどのように変化するか測定した。さらに、球体の回転数や衝突面の材質を変え、はねかえり時の球体の運動変化がどのように決まるのか考察した。

2. 研究の手法右の〈写真B〉のように、球体を挟み込んで回

転を与えることのできる装置を製作する。装置により球体に順回転を与え、水平面に衝突

させる。そして衝突前後の球体の運動をビデオカメラで撮影する。その後、撮影した動画を解析して球体の衝突前後での速度を測定する。実測値と、回転していない球体が摩擦のない面

に衝突するモデルとを比較し、球体の衝突前後での運動の変化をみる。

3. 結果と考察球体に順回転を与えると、はねかえり

後の水平方向の速度は増加した。さらに、球体に比較的大きい回転数を与えたところ、同一衝突面での球体の水平方向の速度変化は球体の回転数に関わらずほぼ一定であった。また、摩擦の大きな面では水平方向の速度変化は大きかった〈グラフC〉。ここから、回転数が大きいときには球

体の水平方向の速度変化は衝突面の表面の様子に依存していることがわかる。これは球体と衝突面の間にすべりを生ずるためと考えられる。

〈写真A はねかえり〉

〈写真B 回転装置〉

〈グラフC 実験結果〉

ー 27 ー

【第2分科会】

ー 29 ー


1

2

3

4

5

6

1809

1829

1830

1806

1816

1802

石川県立金沢泉丘高等学校

佐賀県立致遠館高等学校

熊本県立第二高等学校

埼玉県立川越高等学校

名古屋大学教育学部附属中・高等学校

茨城県立水戸第二高等学校

学校名



超音波の研究

RESEACH on the スペクトル～自作分光器による天体の分光観測～



30

32

34

36

38

40


ー 30 ー

1809 石川県立金沢泉丘高等学校

溝上晴恵　小川拓也小中龍之介　安田浩人


1. 研究の目的超伝導とは、極めて低い温度に冷やされた特定の物質に起こる興味深い物理現

象のことです。超伝導状態のとき、物質の電気抵抗が0になったり、物質内部から磁束が排除されたりさまざまな現象が起こります。2番目の現象はマイスナー効果と呼ばれています。超伝導体（超伝導状態になっている超伝導物質）は、このマイスナー効果によって磁石の上に浮上します。私たちはこの超伝導体の浮上現象に興味を持ち、研究の主題としました。現在日本で運用されているリニアモーターカーの浮上には、超伝導を用いた強

力な電磁石が使われています。これは、電気抵抗が0になる現象を使い、強力な電磁石の反発を利用したものです。これは、マイスナー効果による浮上とは全く違います。私達は電磁石の反発による浮上ではなく、マイスナー効果による浮上現象を用いた磁気浮上列車の小型模型を作ろうと考えています。

2. 磁気浮上現象電磁石を用いた浮上現象とマイスナー効果

による浮上現象は、浮上しているときの安定性に大きな違いがあります。電磁石を用いたリニアモーターカーは、電磁石の反発のため水平方向が安定していません。水平方向の安定のために、走行路の側面に壁と衝突しないための機構が必要です。しかし、マイスナー効果による超伝導体の浮上現象では、ピン止め効果と呼ばれる現象が起こると、側面に壁が無くとも安定して浮上することができます。私達はこの効果を利用したいと考えています。

3. 研究内容私達は、まず高温超伝導体の製作から始めました。高温超伝導体とは窒素の沸

点（－196℃：77Ｋ）より高い温度で超伝導状態になる物質のことです。次に、超伝導状態におけるさまざまな現象を実験で検証しています。この高温超伝導体を用いた磁気浮上列車の小型模型の製作を考えています。さらに、壁などを用いずに、列車を加速する方法を模索しています。

ー 32 ー


1829 佐賀県立致遠館高等学校

一木拓也　西村保宏　山口千弘

校庭などに設置されているスピーカーはいくらかの指向性を持つが、十分な音量でならしたとき、必要な領域以外でもかなりの音量の音が聞こえており、学校の周辺への騒音となっている場合がある。私たちはこの問題を少しでも解決するために、スピーカーの前に二酸化炭素を封入した風船をおくことで、空気中と二酸化炭素中の音速の違いによる音波の屈折を利用して、スピーカーから出る音を集束させ、音の指向性を高めることを試みた。なお、空気中の音速が340m/s程度であるのに対し、二酸化炭素中の音速は270m/s程度である。実験は、実際の校庭のスピーカーではなく、直径8cmのスピーカーを箱に入れた

ものを地表から高さ1mに設置して行った。屋内では壁などでの音波の反射が著しくおきるため、測定はすべて屋外で行った。図1は、340Hzの信号を一定の強さで

スピーカーに入力し、スピーカーを中心とする半径2mの円周上における音の強度を、騒音計を用いて測定したものである。CO2を入れた風船をおいた場合、スピーカー正面で音の強度の増加が見られるとともに、正面からはずれると音の強度が減少するようすが見られた。図2は、図1の測定結果をもとに、ス

ピーカー正面における音の強度に対する、円周上の各位置での減少のようすを表したものである。これから、スピーカー正面で同じ音

量になるようにスピーカーに入力する信号を調整した場合、風船をおかないときよりも風船をおいたときの方が、正面からはずれた場所での音の強度が小さく押さえられることがわかる。例えば、正面から30°の方向で5dB程度、50°の方向で10dB程度小さく押さえられる。これらのことから、風船をおくという方法によって、スピーカーから出る音波を

前方に集束させ、周辺の騒音を軽減することができる可能性が見られている。現在は、音を集束させるのに最適な風船の大きさや、他の振動数での音の集束のようすなどを調べており、実用に近づけるよう努力しているところである。

図1

図2

ー 34 ー

超音波の研究

1830 熊本県立第二高等学校

五瀬雄一郎　矢野勝己　綾聖佳岡村佳代子　村山真理

1. 緒言私たちは超音波に興味をもち、超音波が持つ特徴のなかでも可聴音に比べ指向

性が高いという点に着目した。そこで、超音波を含む様々な音波の指向性に関する実験を行い、その特性を利用した指向性の高いパラメトリックスピーカーを制作しようと試みた。

2. 研究内容【1】指向特性の実験アンプで増幅した音をスピーカーから出し、

その音をマイクで集音してオシロスコープやマルチメーターの値を読み取った。スピーカーとマイクが向かい合っている状態を0°として、マイクを移動させて5°ごとに音の強さを調べた。

【2】理論値の計算スピーカーの振動板全体を無数の波源とするモデルで、音の強さの数値計算を

行った。単スリットによる光の干渉は無数の波源による干渉なのでそれを応用し、振幅Aを角度θの関数として式を作った。Dはスピーカーの直径、λは音波の波長である。

【３】パラメトリックスピーカーの製作二つの正弦波発信器から出力した可聴音と超音波を乗算回路で掛けあわせる方

法や、一直線上に複数のスピーカーを並べる方法などで、パラメトリックスピーカーを製作し、指向性を調べた。

実験結果（20,000Hz）

計算結果（20,000Hz）

音の角度ごとの振幅を表す式

ー 36 ー

1806 埼玉県立川越高等学校

RESEARCH on the スペクトル～自作分光器による天体の分光観測～

原田了　古俣佑馬　舩橋輝

1. はじめに本校の2006年度SSH特別講座「観測的宇宙論」を受けたとき、分光観測が宇宙

論に大きく貢献していることを知った。そこで、自分たちで分光器を設計・自作し、天体の分光観測を試みたのが本研究である。

2. 「炎色反応」の分光（第一期、2007年2月）まず分光観測の感覚を掴むために、「炎色反応」を調べた。種々の金属イオンが炎で励起されたときに放出する光を回

折格子で分光し、写真を撮った。そのデータを画像解析ソフトMakali’iを用いて波長と強度のグラフに起こし、輝線の波長を調べた。このときの輝線はかなり広がってしまい、精度は良くなかったが、今後の研究の指針が立った。

3. 自作分光器の製作（第二期、2007年8月）第一期の反省から、今度は分光装置の精度を上

げることを目標にした。インターネットや文献等を用いて回折格子の分

解能を高める方法を調べ、それを応用してコリメータを組み込んだ分光器を製作した。この装置でNaランプや炎色反応を分光したところ、Naの輝線589.6 [nm]と589.0 [nm]を分解することに成功した。

4. 太陽の分光観測（第三期、2008年1月）当初の目的であった天体観測として、まずは太陽を観測した。光ファイバーを用いて分光器と望遠鏡を接続し、太陽スペクトルを観察した。

フラウンホーファー線を観測することには成功したが、赤方偏移を利用した太陽の運動の測定はできなかった。

5. 天体の分光観測このレジュメを作成している現時点では分光器の改良中であり、今後、発表時

までに望遠鏡を用いて夜空の天体についても分光観測と分析を行う予定である。

Naの炎色

分光器の内装

撮影したフラウンホーファー線（580 [nm]付近）

ー 38 ー


1816 名古屋大学教育学部附属中・高等学校

佐伯誉鈴木宏佳加藤龍拡戸澤法也

1. 曲面と平面との相違点について平面と曲面（立体の曲面）で根本的に違っているものはなにか、ということに

ついて、考察する。平面には、ある直線とその直線上にない任意の点ｐに対して、ｐを通り、ある

直線に平行な直線は1本であるというのは広く知られた事実であるが、その性質を持つ曲面は存在するのか。ある点に対してその点から一定数未満の距離にある点の集合をSiとして面を幾

つかのSで埋め尽くすとき、Siをうまくとれば、平面ではSの重なりの最大数は3となる（平面にコンパスで円を書いてみれば分かりやすい）が、曲面ではSの重なりの最大数が幾つになるのか。このような問題について考えた。

2. 立体面の塗りわけについてある立体の面を、ｎ色で隣り合う面同士が同じ色にならないように塗りわけら

れる時の、ｎの最小値について考察する。単純な例としては、同じ立方体を幾つか組み合わせて出来る立体の、もとの立方体の面に色を塗る場合などが挙げられる。また、ｍ個の穴があいたトーラスの面を何色で塗りわけられるか、またそのよ

うな立体はどのような塗りわけをされるのかについて考察する。

3. 変形する多面体について「変形する凸閉多面体は存在しない」というコーシーの剛性定理を、球面三角

形の性質や、オイラーの多面体定理を使って証明する。その後、どのような多面体が変形し得るのかについて考え、また、そのような

立体を実際に製作し、どのように変形するのかを手にとって感じてみる。

ー 40 ー


1802 茨城県立水戸第二高等学校

鈴木絵里香　小室里花

1. はじめに化学の教科書の金属樹を見て、金属結晶が分枝を繰り返し成長していく不思議

な形に興味を持ち、銅金属葉の研究を始めた。また、枝の詳細な観察や画像処理を行うため、シャーレに薄く広げた寒天ゲルで擬二次元的な銅金属葉を温度25 ℃、湿度90％の条件で成長させた。さらに寒天ゲルの表面に市販のポリ塩化ビニリデンラップを張ることで、きれいな銅金属葉を成長させることが可能になった。

2. 次元の測定銅金属葉の形の次元をボックスカウント法によ

り算出したところ、約1.7次元であった。また、遮蔽効果（他の枝よりも成長の遅れた枝は成長が止まる性質）や、反発効果（銅金属葉間の枝が重なり合わず、隙間が生じる性質）を示したため、銅金属葉が拡散律速凝集（DLA）であり、フラクタルであることが分かった。

3. 図形への応用ゲル上に金属片を多数置いて銅金属葉を複数成長させ

た場合、反発効果により銅金属葉間に生じる隙間は隣り合う金属片同士を結ぶ垂直二等分線となり、さらに、ボロノイ分割パターンと一致した。また、ゲル上に置く金属片の形を点と線にすると、銅金属葉間に生じる隙間は放物線となった。化学実験の定番である金属樹を、枝のフラクタルパタ

ーン形成、幾何学の視点から眺めることで、一つの現象をより豊かに捉えることができた。

【第3分科会】

ー 45 ー

1

2

3

4

5

1805

1827

1811

1813

1820

埼玉県立川越女子高等学校

徳島県立城南高等学校

長野県屋代高等学校

静岡県立磐田南高等学校

兵庫県立加古川東高等学校

学校名


鳴門の渦潮

玄能石～上田の不思議な石～



46

48

50

52

54



ー 46 ー


1805 埼玉県立川越女子高等学校

地球天文部　中尾裕美

はじめに流星塵とは惑星空間の塵が地球に突入して流星となった後の燃えかすである。大気圏突入の際に大気との摩擦による熱で流星塵は溶け、表面張力で球形になると言われている。鉄隕石のNi含有量は5～25％とされており（小林、海老原:1998）、流星塵の中にも鉄隕石様の成分を持つものがあると想定できる。微小球体をすべて流星塵とみなす研究もあるが、我々はNiの含有を指標として研究を進めてきた。

実験1 流星塵を採集・観察し、分析する磁石を使って学校の屋上で塵埃を集め、球体のものだけを双眼実体顕微鏡で選り分けた。その結果、微小球体を多数集めることができた。試料の多くは黒色で金属光沢があった。だが、EDSによる元素分析の結果これらの微小球体からはNiを検出できず、鉄隕石様流星塵というよりも人工的に作られた可能性が高いことがわかった。

実験2 微小球体を作り出す人工的に鉄の微小球体を作り出すことができるかを確認するために鉄釘をグラインダーにかけた。できた微小球体の多くは黒色で金属光沢があった。この結果より我々が採集した微小球体は人工的なものである可能性がより強まった。

実験3 雨水から微小球体を取り出す人為的要素が少ない雨水を採集し、吸引ろ過をして核となる微小球体を集めた。多くは黒色で金属光沢があった。だが、これらの微小球体からもNiを検出できなかったため、人工的に作られた球体の可能性が高いと思われる。

考察今回の研究で多数の球体が見られたが、どれからもNiを検出できなかった。よってこれらは鉄隕石様流星塵ではないと考えられる。分析した試料はFeとOを主成分とするものと、OとSi、Alを主成分とするものに大別された。前者は実験2から予想できるように、鉄の火花が散る工場等で人工的に生成されたと考えられる。後者は、岩石や砂に多く含まれる元素である。形状を考えると高温変性を受けていると思われるので火山噴火等で生成された可能性が高い。

ー 48 ー

鳴門の渦潮

1827 徳島県立城南高等学校

池上徳之佑　北公希　保岡漠

1. 研究動機・目的徳島の自然を題材に研究テーマを探していた中で、「鳴門の渦潮」に注目した。

瀬戸内海、さらに日本各地には潮流の速い海峡がたくさんあるのに、なぜ鳴門海峡にだけ巨大な渦が発生するのか疑問を持ち、調べてみることにした。

2. 仮説突出した細長い半島に挟まれた海峡の地形や、海峡の播磨灘側および大阪湾側

の海底にある海釜（すり鉢状の急深の地形）が、強い渦潮に関係している。

3. 実験・観察方法①半島が両岸から鋭く突出した「鳴門海峡型」と突出のない「明石海峡型」および海峡部の海底の形が急に深くなっているもの（海釜あり）と平坦なもの（海釜なし）のそれぞれ2種類の水槽模型を作り、渦のでき方を比較する。→海峡地形・海底地形と渦のでき方との関係を調べる。

②海峡部のどこで渦が発生し、発生した渦がどのように振る舞うのかを観察する。③鳴門海峡で本物の渦潮を撮影し、画像解析を行って、水槽実験と比較する。→モデル実験で生じる渦と実際の渦を比較し、モデル実験の精度を検証する。

4. 結果について①「鳴門海峡型」と「明石海峡型」および「海釜あり」と「海釜なし」でそれぞれモデル実験を行い、ともに前者の方で明らかに渦の発生数が多かった。

②渦は海峡部そのものでなく、海峡に対して潮流の下流側の、流速の速い部分と遅い部分の境界で連続的に発生する。渦の直径は下流に移動するにつれ大きくなる。

③大鳴門橋主塔（海面上144ｍ）から撮影した鳴門海峡での渦の発生状況や渦のふるまいは、モデル実験で発生する渦と多くの点で類似点があり、モデル実験により本物の渦潮がかなり再現できたと考えられる。

5. 考察について鳴門海峡は、瀬戸内海と紀伊水道の境界部にあり、潮位の差が大きいために強

い潮流があることに加え、半島が鋭く突出した海峡地形と海釜という特徴的な海底地形という条件が重なって、世界有数の渦潮が発生していると考えられる。

ー 50 ー

玄能石　～上田の不思議な石～

1811 長野県屋代高等学校

宮崎淳　宮島諒一山口隆　山口裕己

1. 研究の目的上田市第四紀別所層中（上田市越戸）に鏃様

の玄能石が産出される。玄能石（写真）はどのようにして頁岩中で形作られるのか、玄能石はどういう成分で構成されるのかなどを解明することを目的とした。

2. 露頭調査と玄能石採取6時間にわたる現地調査の中で、玄能石の分布

図と50個余のサンプルを採取することができた。地層の走行/傾斜はN60E/30Nだった。玄能石はある程度層になりまとまって産出する傾向にあり、頁岩の層離面にほぼ水平に入っていることがわかった。

3. 玄能石の計測と化学分析①密度計測：玄能石（2.65g/cm3）とその周辺の頁岩（2.50g/cm3）は密度に大きな差があり両者の成分の違いを反映している。また、玄能石の密度は頁岩に比べ炭酸カルシウムを主成分とする方解石や大理石、石灰石などの岩石に極めて類似する。

②顕微鏡観察：玄能石にそって周辺の頁岩の層離面が湾曲しており、玄能石採取時の観察結果が顕微鏡下で裏付けられた。玄能石中心付近は周辺部よりも比較的大きな結晶が多数集存在する。この中には結晶と結晶の間を埋めるように白い二次鉱物（方解石？）や玄能石中に泥の混入があることもわかった。結晶周辺を偏光顕微鏡で見る限り干渉色はほぼ単一であり同種の鉱物の多結晶と推定できた。

③化学分析：炎色反応・塩酸との反応から、玄能石の炭酸カルシウム含有量は約84～94％と比較的高く、20～30％泥成分を含むこと。Fe2+の検出から還元条件下で晶出したこと。周辺頁岩には炭酸カルシウムがほとんど無く玄能石に集中していることがわかった。

4. 玄能石晶出モデルの提示海底の軟らかく還元的な泥の中でCaCO3が晶出した方解石様多結晶である。

ー 52 ー


1813 静岡県立磐田南高等学校

大石まゆ　堀内あかり　水野歩実安岡春菜　山口静乃

1. 動機と目的私たちの住んでいる静岡県は、以前から東海地震が来ると言われている。そん

な中、2008年1月27日にマグニチュード3.8の地震が、東海地震の震源域内で発生した。この地震の震度は、気象庁の発表によると、隣町の掛川市では震度3であったが、磐田市では震度2にすぎなかった。そこで、このような震度の違いが何によって生じたのか、調べてみることにした。

2. 方法方法は磐田袋井地域の詳細な震度分布図（図1）を、太田ほか（1998）によって

開発されたアンケート調査により作成した。次に、揺れの違いは、地盤や震央距離に関係しているのではないかという仮説を立て、これを検証するために地盤毎や震央距離毎にアンケート震度を集計して検討した。さらに、これらのことを確認するために、石を落してその振動を記録する落下振動実験（図2）を行い、アンケート調査の結果と比較した。

3. 結果この結果、平均震度は2.07であったが、洪積層の方が沖積層より揺れが大きい

こと、同じ沖積層でも泥質地盤の方が砂礫質地盤より揺れが大きいこと、震央に近いほど揺れが大きいことがわかった。また、落下振動実験では、軟弱な沖積層泥質地盤は、洪積層地盤より、振動の振幅が大きく、振動時間が長く、速度が遅いことがわかった。これらの結果は、アンケート調査の結果とよく対応した。

図1 磐田袋井地域の500ｍメッシュの詳細震度分布図

図2 石の落下振動実験の方法

ー 54 ー


Quality stone material,“Ryu-zan Seki”was formed by replacementof the remaining fluid of rhyolitic magma and secondary alteration

1820 兵庫県立加古川東高等学校

土山大介　藤本さやか　宮脇彩絵子

Kakogawa-city～Takasago-city in the southeast of Hyogo prefecture is located in the innerzone of southwest Japan. In the area, small masses of granitoids are interspersed throughoutthe Upper Cretaceous rhyolite～rhyolitic tuff and pyroclastic rocks. In most of them,rhyolitic tuff“Ryu-zan Seki”is mainly quarried in Takasago-city and has been used asquality stone material since the Lower Tumulus period.“Ryu-zan Seki”are classified by three different color types－pale blue, pale yellow andpale red, of which the pale blue tuff shows the least degree of the alteration. In the paleyellow tuff, fine-iron hydroxide minerals crystallized throughout the matrix by the alteration.In the pale red tuff, muscovite and calcite are mostly observed, and it is indicated thatpumice and the periphery of fragments of rock were roasted by heat. A large quantity ofsecondary iron hydroxide minerals crystallized between these crystals.The layered hyaloclastite tuff originally consolidated as the pale blue type. But, before tuffconsolidated perfectly, the minerals are reequilibrated and partly crystallized the thermalmetamorphic minerals such as muscovite and calcite, and roasted the circumference of aportion of minerals ( oxidation ) in parts influenced by the circulation of boiling water of theremaining fluid of rhyolitic magma. At this point, these parts already changed to pale red byhaving been roasted. The heating experiments of the pale blue tuff ( for 10 minutes under acondition of 1atm, 380℃ ) showed that it changed into the same structure of the pale redtype. It is only considered that this heat source is the circulation of boiling water in theremaining fluid of magma. After that, tuff was affected by weathering and alteration, mainlyby rain water on the surface of the ground. And most of it changed into the pale yellow type,which secondarily crystallized the iron hydroxide minerals, except for the fresh parts whichremain pale blue shaped blocks in the depths of the underground. At that time, the ironhydroxide minerals concentrated still more in parts in which the muscovite and calcite hadcrystallized, and been roasted by boiling water. Therefore, tuff was changed into a pale redby this process.

【第4分科会】

ー 59 ー

1

2

3

4

1807

1823

1831

1822

東京都立小石川高等学校

和歌山県立向陽高等学校・中学校

宮崎県立宮崎北高等学校

武庫川女子大学附属中学校・高等学校

学校名





60

62

64

66



ー 60 ー

1807 東京都立小石川高等学校

長谷川翔一　天笠翔太　岸野秀昭湯澤丈　江尻智一　化学研究会


1. はじめに私たち小石川高校化学研究会では、定例活動の荒川の水質調査において、JIS法

によるCODを利用している。しかし、JIS法の通りに滴定を行ってもデータがばらついてしまうことが分かってきた。そこで私たちは、2年前からばらつきをなくす検討と称して、この考察を始めた。

2. 考察内容①湯浴時間の検討JISのマニュアルには湯浴時間を30分とすることになっている。しかし、30分に固定する理由は書かれていない。そこで、湯浴時間を変えて各時間におけるCODの値や誤差などを調べてみることにした。

②妨害イオンC1－についての検討C1－はCODの実験において還元剤の働きをしてしまう。しかし、どの程度妨害するのかは分かっていないので、これを調べることにした。

③保存容器と保存期間の検討CODのばらつきは、何も実験時だけで生じるものではないのではないかと考えた。そこでこの項目を調査することにした。

3. 考察結果

ー 62 ー


1823 和歌山県立向陽高等学校・中学校

並川敏大　矢川知樹　松栄一真

研究動機酸化防止剤は、食品中の成分の酸化を抑制するために添加される物質である。

身近にある清涼飲料水では、酸化防止剤としてアスコルビン酸（ビタミンC）が使用されている。このアスコルビン酸は、和歌山県の特産物であるミカンにも多量に含まれており、酸化還元反応を利用して定量できる。私たちは、アスコルビン酸の保存状態の違いによる量的変化について興味を持ち、調べてみることにした。

研究内容（1）2種類のアスコルビン酸の定量方法の比較①酸化還元滴定②ビピリジル法

（2）ミカンの薄皮の有無によるアスコルビン酸量の測定（3）アスコルビン酸の減少量の研究

まとめ・定量方法の比較では、測定値に大きな差がなかった。しかし、酸化還元滴定では、分析者が目視によって判別するため、誤差を生じる問題点があり、より誤差が小さいと考えられる分光光度計を用いたビピリジル法を採用することにした。

・ミカンの果肉部分とそれを被う薄皮部分のアスコルビン酸含有量を比較すると、薄皮部分により多くのアスコルビン酸が含まれていることが確認できた。

・果肉の破砕液を無酸素状態で保存した場合、アスコルビン酸の減少量が少なくなることが確認できた。

・温度の違いで比較すると、高温保存ではアスコルビン酸の減少量が多くなることが確認できた。

図　アスコルビン酸の定量（―検量線◆標準試料）

ー 64 ー


1831 宮崎県立宮崎北高等学校

壹岐彩香　小川茉莉　福嶋愛美

1. 目的・仮説ポリフェノールの抗酸化能を調べるためにはDPPHという試薬がよく使われる。しかし、DPPHは高価で手に入りにくいので、黒豆抽出液をモデルポリフェノールとして、より簡便な抗酸化測定法を試みることにした。ポリフェノールは抗酸化能をもつことから還元剤としてもはたらくのではないかと考えた。そこで、ポリフェノールを用いてFe3+をFe2+に還元できれば、抗酸化能を調べることができると考えた。

2. 実験方法（1）黒豆抽出液を蒸留水で2倍・5倍に希釈し、原液も含め3種の試料溶液にFe3+溶

液を加え撹拌する。撹拌後チオシアン酸カリウムを加え血赤色に呈色させ、分光光度計で478nmの吸光度を測定する。また黒豆抽出液の代わりに蒸留水を加えたものを対照溶液として測定する。

＝ポリフェノールの抗酸化能に相当すると考えられる。（2）さらにグラフの直線性を追及し、次の4つの実験を行った。

3. 結果

（1）吸光度の差（Fe3+の減少量）は抽出液の濃度におおよそ依存している。しかし得られたグラフは、直線と大きくずれていた。（図1）

（2）実験①～④から、より理想値に近いグラフが得られた。（図2）

①撹拌時間を区切って測定し、適当な撹拌時間を確立する。②窒素を通じることにより溶存酸素の影響を取り除く。③ポリフェノールを十分反応させるために、Fe3+の濃度を変える。④抗酸化能とポリフェノール相対濃度の検量線の直線性を確立するために、ポリフェノール抽出液の濃度を細かく分けて実験を行う。

これから、DPPHを用いて抗酸化能を測定し、Fe3+を用いた方法と比較していきたい。

ー 66 ー


1822 武庫川女子大学附属中学校・高等学校

中村恵西野和　廣住育美　吉岡なつき

1. 研究の目的石油・石炭などの化石燃料は、太陽の光エネルギーを源としている。植物はこ

の光エネルギーを効率的に利用してきた。陸上の植物はもとより、海中の植物も、さまざまな色素をうまく組み合わせることにより海水を通過してくる光を有効的に利用している。植物の色素は多種多様で、光エネルギーの活用という点で研究するべきことが多い。一方、色素増感型太陽電池は、酸化チタンが紫外線を受けることにより、電子を放出し発電するというしくみで、そこへさらに色素を吸着させることでより多くの波長帯の光を発電に利用できるようにしたものである。また、低コストで製造が容易な上、理論上は従来型の太陽電池より効率がいいとさえいわれている。現在用いられている色素としては、ルテニウム錯体が一般的であるが、ルテニウムは希少金属で大変高価である。そこで、ルテニウム錯体をこえる植物色素を発見できれば、エネルギー問題解決の一助になると考え研究を行った。

2. 研究方法（1）さまざまな植物を用いて太陽電池を作成し、起電力を調査する。（2）起電力の高いものと同属の植物を綿密に調査する。（3）調査した植物に含まれる色素が何かを文献調査、分析で調べる。（4）起電力を上げていると推測される色素の純物質を用いて太陽電池を作成し、

起電力を調べる。

3. 研究結果アメリカンチェリー

などのアントシアニン系の色素の他に、パプリカなどのナス科やサクラの葉がよく発電した。

【第5分科会】

ー 71 ー

1

2

3

4

5

1804

1808

1828

1812

1814

群馬県立高崎女子高等学校

早稲田大学高等学院

香川県立三本松高等学校

岐阜県立岐山高等学校

名古屋市立向陽高等学校

学校名






72

74

76

78

80



ー 72 ー


1804 群馬県立高崎女子高等学校

潟希美　加藤理美塚越彩乃　藤澤未恵子

1. はじめに私たちは、漬け物には乳酸菌が含まれており、漬け物の酸味は乳酸であること

を知った。そこで、群馬県の特産物であるキャベツから乳酸菌を取り出し、ヨーグルトを作成しようと考えた。乳酸菌を変えて数種類のヨーグルトを作成し、その風味や化学成分を調べた。

2. 実験方法①塩分濃度（3.0％、5.0％、10％）と温度（15℃、30℃）を変えてキャベツの塩漬けを作成した。

②漬け汁を希釈し、乳酸菌用の培地にまいて乳酸菌のコロニーを確認した。③乳酸菌のコロニーを選別し、乳酸菌を増殖させた後、牛乳に入れ発酵させた。④できたヨーグルトのにおい、固さを調べ、有機酸分析、アミノ酸分析を行った。⑤乳酸菌の種類を調べた。

3. 結果初発菌数が少なかったため初期の発酵能力は低く、発酵に時間がかかったが、20検体のうち11検体はゲル化を起こした。食べ慣れているヨーグルトに比べると酸味は少なかった。風味や味の違いは有機酸やアミノ酸の違いであることが分かった。

ー 74 ー


1808 早稲田大学高等学院

茂田大地

1. 研究の目的発光バクテリアの利用方法のひとつが、発光バクテリアを環境毒性計測のセン

サーとして利用するものである。しかしながら、それには微弱な発光を測定するための高価な機器が必要とされている。そこで、今回の研究では、高価な機器を使わずに発光を測定できるかどうかを検討し、また、発光計測用の装置を工夫して、発光バクテリアを用いた環境毒性計測の簡易法の開発を目指した。

2. 発光量の測定と装置一番問題となるのは、安価な機器でバクテリアが発する光量が測定可能かとい

う点である。スルメイカから分離したバクテリアを試験管内（直径18mm）の液体培地で培養し、光量を照度計で測定したところ、試験管表面で約２luxあった。市販の照度計で、最も感度の良いものは分解能が0.01luxなので、十分に測定可能である。そこで、100mlの三角フラスコを用いて、培養液に通気しながらフラスコ底面で連続的に照度を測定する装置を作製したところ、4lux以上が得られた。

3. 発光の条件発光バクテリアが最も良く増殖する

温度は25℃である。しかしながら発光の最適温度は20℃であり、30℃では増殖するにもかかわらず、発光しなかった。発光には酸素が必要であるので、培

養液に通気する量を変えて発光を測定した。その結果、ある点で飽和に達し、最大発光量を得るのに必要な酸素は、一定量以上の空気を送れば十分供給できることがわかった。その他にもいくつか、発光に影響を与える要因について検討した。

4. 結論今回検討した方法は、環境毒性計測の簡易法として利用可能である。

ー 76 ー


1828 香川県立三本松高等学校

橋本美怜　三好絢子

1. はじめに私たちは、全国スーパーサイエンスハイスクール（SSH）コンソーシアムによ

る「希少糖をとおしてみる最新のバイオの世界」研修会に参加し、希少糖やその他の糖について興味をもった。希少糖は、自然界に微量にしか存在しない単糖で、医薬品、化粧品、機能性食品など様々な分野への応用が期待されている。私たちは、希少糖が動物においてほとんどカロリー源にならないことから、食品の保存性を高める可能性があるのではないかと考えた。私たちは、食品を腐敗させるカビに注目し、希少糖とその他の様々な糖を含んだ培地で、カビの繁殖の程度を比較した。

2. 実験方法実験に用いた糖は、先述の研修会において、

三木町希少糖研究研修センター（香川県木田郡三木町）でいただいた8種類である。それぞれの糖を4％含んだ寒天培地をつくり、コウジカビやアオカビの胞子を水に溶かして、寒天培地の中央に滴下し、28℃で数日間培養する。中央から広がっていく菌体の長さを比較する。なお、コウジカビは、スーパーで購入した麹からペプトンを含む寒天培地で培養したものを用いた。

3. 実験結果米に生えるコウジカビでは、デンプンを含む培地

で最もよく生長した。希少糖の一つキシリトールでは、グルコースよりもやや生長が遅かった。もう一つの希少糖であるプシコースでは、寒天のみの培地よりも生長が遅くなった。

4. 考察プシコースを含む培地では、コウジカビの生長が抑制されたため、食品の保存性

を高める可能性があると思われる。

表　実験に用いた糖類

ー 78 ー


1812 岐阜県立岐山高等学校

後藤諒太　平川悟ロブソン星夜

1. はじめに1年次の「理数生物」で、「イネ科植物幼葉鞘の先端を切り取ると、残った部分

に横から光を当てても屈曲しない。成長もしない」という内容を習った。光センサーの先端部分がないので屈曲しない。これは納得できる。しかし、成長しないというのは納得できない。先端の切断直前に、幼葉鞘の成長を促進するオーキシンが、先端から残り部分に既にいくらか達しているはずである。従って、そのオーキシンにより少しは上方に成長するはずである。この疑問を解くために研究を行った。

2. 材料と方法トウモロコシを用いた。植物体が大きいので幼葉鞘も大きいだろうと予想した

こと、従って比較的取り扱いやすく長さ測定の精度も高まるだろうと考えたことなどの理由による。定温インキュベータを用い、20℃、暗黒条件下でトウモロコシ種子を発芽させ、

水栽培した。様々な長さに成長した幼葉鞘を、そのまま育てたり先端を何mmか切り取ってから育てたりした。その後の幼葉鞘の長さを、数日間にわたって測定した。

3. 結果と考察予備実験を含め300個以上の幼葉鞘を調べたが、結果は大変複雑で、解析が難し

かった。ここでは、それらの中から比較的分かりやすい部分を報告する。先端の切断後に残る部分が6mm以下のとき、それはほとんど成長しなかったが、

それが7mm以上のときは、その長さに応じてその後も成長した。以上より、「イネ科植物幼葉鞘の先端を切り取っても、残った部分は成長を続け

る」と結論づけた。切断後の残り部分が成長しないというデータもあるが、それらはすべて残り部分よりも切断部分の方が長く、とても「先端を切り取った」とは言えないからである。

ー 80 ー


1814 名古屋市立向陽高等学校

伊藤嘉矩　岡田賢　萩尾華子　三輪田恵理

1. 目的糖の種類や濃度などの条件を変えた寒天培地上で、花粉管を伸長させる実験を

行い、花粉管伸長における糖の役割を明らかにする。

2. 糖の濃度や種類による花粉管伸長の違いまず、スクロース濃度の異なる寒天培地でツバキの花

粉管伸長の長さを観察した。8％をピークに、低濃度でも高濃度でも伸長し、時間が経つにつれて長くなった。また、糖の種類としてスクロース・グルコース・マンニトール・ソルビトールを用い伸長の違いを観察したところ、スクロースが最もよく伸長した。次に、スクロース濃度の異なる培地で約1時間ごとに伸長の様子を観察した。4時間後までは異なる濃度でもほぼ同じように伸長したが0％培地では約4時間で伸長が止まり、他の濃度では、その後も伸長し続けた。

3. 培地のスクロース濃度による花粉管内の違い花粉管壁のカロースをアニリンブルーで染色し、蛍光顕

微鏡で観察した。0％培地では花粉管壁の光が弱いが、10％培地では先端を除いた花粉管壁が強く光るという明らかな違いがあった。DAPIで雄原細胞の核と花粉管核を染色し、細胞内での

移動を観察した。右図のように10％培地の花粉管では、0％に比べて、先端付近まで雄原細胞が移動していた。10％培地の花粉管では、原形質流動が活発に行われ、その結果、雄原細胞が先端まで移動すると考えられる。花粉管内の浸透圧を調べる目的で、培地と濃度の異なる

スクロース溶液を花粉管に滴下した。各培地よりも低濃度のスクロース溶液の場合にのみ、花粉管先端の破裂が見られた。さらに、培地よりも高濃度のスクロース溶液を滴下し、伸長が止まる濃度を調べた。0％培地の花粉管では、16％で停止し、10％培地の花粉管では、20％で停止した。花粉管内は培地の浸透圧よりも高い浸透圧をつくり出し、適度な膨圧を発生させ伸長していると考えられる。

【第6分科会】

ー 85 ー

1

2

3

4

5

1818

1826

1819

1821

1824

立命館守山高等学校

ノートルダム清心学園清心女子高等学校

大阪府立泉北高等学校

兵庫県立豊岡高等学校

鳥取県立鳥取東高等学校

学校名






86

88

90

92

94



ー 86 ー


1818 立命館守山高等学校

山本悠策　中西惇

1. はじめに琵琶湖ではブラックバスやブルーギルといった外来魚が問

題になっており、滋賀県の諸団体は在来種であふれる琵琶湖に戻すため外来魚の駆除を行なっている。ブルーギルは雑食性であるが、個体レベルでは偏食傾向が

見られるとの報告を聞き、私たちは地域の方々と連携しながらブルーギルの偏食について調査を行なうことにした。ブルーギルの偏食は生息環境の違いや季節によって餌となる生物が変化することが原因で起こると仮説をたてて調査を行った。

2. 調査方法調査対象のブルーギルは、釣りによって捕獲したものと守

山市の漁師がエリと呼ばれる定置網によって捕獲したものを用いた。捕獲したブルーギルは全長・体長・体高・体重を測定し、

さらに解剖により雌雄の判別、生殖腺重量の測定、胃の内容物の判定と内容物の重量測定を行った。

3. 結果調査によって得られたデータを胃の内容物別にグラフ化した。現在のところエ

リで捕獲された個体からはエビなどの動物性の内容物が、釣りによる捕獲ではアオミドロやカナダモといった植物性の内容物が多く確認された。このような食性の違いが生息地域や季節の違いによっても見られないか調べていく。

ー 88 ー


1826 ノートルダム清心学園清心女子高等学校

前田祐伽　山下理沙子

1. サンショウウオについて両生類の「両生」は、水中でも陸上でも生きられるという意味ではなく、幼生

は水中、成体になって陸上で過ごす、つまり、水中と陸上の両方の環境がないと生きていけないことを意味する。両生類は、有尾目（オオサンショウウオ科、サンショウウオ科、イモリ科）と無尾目に大きく分けられる。日本に生息しているサンショウウオ科（サンショウウオと略記）は、18種である。孵化したサンショウウオの幼生は、鰓呼吸をしながら水中で生息する。変態し

肺呼吸ができるようになった成体でも、ほとんど水辺を離れない生活をしている。卵や幼生段階でその多くが他の動物によって捕食されるため、生活史の初期段階生存率は低く、成体になってからの高い生存率と長い寿命が種の存続を維持しているといえる。繁殖可能な成体は、多くの犠牲を払い生き残った貴重な個体ということになる。

2. 生物部の研究人為的な圧力が、世界的な規模で両生類の生存に大きな影響を及ぼしているこ

とが話題になっている。私たちにどのようなことができるか考え、サンショウウオの人工繁殖について研究を始めた。この研究は、カスミサンショウウオ（1989年～）と絶滅危惧Ⅱ類のオオイタサンショウウオ（1999年～）について、“幼生の飼育”と“繁殖方法の確立”を目指して取り組んできた。“幼生の飼育”…自然界では、捕食・水量の

変化・水質などが影響する。幼生の死亡率が高いことから、飼育下で、密度・餌の与え方・友喰いの生存率への影響を調べ、人為的に保護する方法を探求した。“繁殖方法の確立”…水槽での“自然産卵”

や飼育個体から卵と精子を採取しての“人工受精”に挑戦した。“自然産卵”には、隠れ家になるような自然を模した環境が必要であることがわかった。また、“人工受精”では、繁殖可能になるまで2年以上必要であることや、卵は摘出後、1日以上受精能を保持することがわかった。現在、低温条件の影響、成長の性差や雌雄を

決定する遺伝子についても実験を進めている。

日常的な飼育状況

「サンショウウオ」の繁殖地の復旧作業

ー 90 ー


1819 大阪府立泉北高等学校

浅田和人　源俊樹　松田響介

1. 研究の概要鳥類の中には生まれて初めて見た動くものについていき、それに刷り込まれて

ずっとついて歩き、親だと思い込むような習性がみられるものがある。この習性について詳しく知るため、生まれてすぐのヒヨコを使って2つの実験を行った。また、成長した若い烏骨鶏の行動について様々な課題を設定して実験を行っている。2. 研究内容まず、私たちは38℃の恒温器で烏骨鶏（ウコッケイ）の受精卵を、時々動かし

ながら21日間暖め、4匹のヒヨコを人工孵化させた。生まれる直前からダンボール箱をかぶせて何も見えないようにし、2匹ずつのヒヨコについて次の2つの実験を行った。＜実験1＞　予め撮影しておいたニワトリの映像（動画）を、生まれてすぐのヒヨコにパソコンで見せ、それを親だと刷り込むことが可能かを調べた。その結果、1匹は映像を映しているパソコンに近づき、すり寄ったりしたので

刷り込みに成功したといえる。もう1匹は、パソコンにあまり興味を示さず、これは最初に映像を見せた際に、画像を見ている時間が短かったためと考えられる。その後、映像を撮影した本物のニワトリを見せたが、2匹とも興味を示さなかった。

＜実験2＞　生まれた瞬間から鏡を通して自分だけが見える環境で飼育する。その後、鏡に寄っていくか、また、別のヒヨコを見せても寄っていくかを調べる。実験の結果、1匹は鏡を見せると鏡に寄っていき、すり寄ったことから、鏡の

像を親だと刷り込ませることに成功したと言える。このヒヨコは、本物のヒヨコを見せてもそのヒヨコについて行ったり、すり寄ったりするなど鏡を見せたときと同じような行動をとった。しかし、もう1匹は鏡が途中で倒れ、刷り込み時間が短かかったためか、鏡を見せても興味を示さなかった。

3. 考察①刷り込みをさせるためには、一定時間以上その対象物を見せておく必要がある。②パソコンのように一度電子信号にした映像（動画）を見せるのと、鏡を見せるのでは反応に違いがある。

③同じ時間、同じ映像を見せたのに、一方だけ刷り込みに成功したことなどから考えると、刷り込みには個体差があると言える。

4. 今後の課題鏡とパソコンでの刷り込みに、どのような違いがあるかをより深く追究するた

め、ヒヨコの映像をパソコンで見せたり、自分の映像をＷＥＢカメラで見せたりして、刷り込みが生じるかを調べる。また、刷り込みの仕組みを明らかにするため、ニワトリの視覚や聴覚と行動の関係や、成長にともなう変化についても実験で明らかにしたい。

ー 92 ー


1821 兵庫県立豊岡高等学校

土生田英　守山拓良齋藤真和

1. はじめに豊岡市は日本産コウノトリの最後の生息地であり、豊岡市に位置する兵庫県立

コウノトリの郷公園では、コウノトリの野生復帰への試みが続けられている。コウノトリの性判別は形態学的に困難であり、正確に行うためにはＤＮＡを利

用する方法が適している。コウノトリから直接引き抜いた羽毛から抽出したＤＮＡは、性判別や個体識別に利用されている。本研究では、コウノトリの換羽により脱落した羽毛からＤＮＡを抽出し、それ

が性判別に利用できるか検討した。脱落した羽毛で性判別や個体識別が可能であれば、野生コウノトリの生息状況の研究で役に立つだろうと考えた。

2. 方法コウノトリの郷公園内でコウノトリの脱落した羽毛を採集し、ＤＮＡ抽出キッ

トを使用して抽出したＤＮＡをＰＣＲ法で増幅し、電気泳動で性判別を試みる。この結果を直接抜き取った羽毛から抽出したＤＮＡと比較し検討する。

3. 現時点での結果直接引き抜いた羽毛からの性判別の成功率は100%（成功し

た羽毛数/サンプル数=8/8）であった。結果を図1に示す。ただし、この図では7つのサンプルのみが写っている。脱落した羽毛での成功率は16.7%（6/36）であった。ＤＮＡの抽出を確認するため、脱落した羽毛からミトコンドリアＤＮＡの抽出を試みたところ、97.2%（35/36）抽出できた。

4. 考察と今後に向けて脱落した羽毛からの性判別の成功率が低かったことは、手技の正確さの問題が

あったのではないかという心配があったが、ミトコンドリアからＤＮＡを抽出できたことから、そうではないことがわかった。現在、その原因について検討中である。また、羽軸根の長さと性判別の成功率には関係があることがわかった。

図1 直接引き抜いた羽毛からの性判別結果

ー 94 ー


1824 鳥取県立鳥取東高等学校

中島大輔　半田崇明　最上健一乾蒔　寺口佳那　中尾真梨　玉川克典

1. 研究目的2007年の「外来魚の影響と対策に関する会議」で、

湖山池では魚種全体の70％前後をブルーギルとタイリクバラタナゴの2種が占めていることが報告された。近年、湖山池ではワカサギやテナガエビの生息数減少問題とされ、湖山池に生息するブルーギルが実際にどのようなものをどの程度捕食しているかを調査し、湖山池の生態系へ与える影響について考察することを目的とした。

2. 結果過去の食性調査では、胃内容物は動

物プランクトンを中心として、昆虫、植物、エビ、魚卵などが多いとされていた。しかし湖山池のブルーギルでは、動物プランクトンもわずかに見られたが、大半が魚であった。Fig.1は全胃内容物重量中に占める各餌の重量の割合を示したものである。魚類は79.31%、エビは19.08%であり合計で98.39%とほぼ全てを占めている。琵琶湖での過去の調査でエビ類が90％近くの捕食率であったことはあるが、魚類がこれほどを占めていたという例は過去になく、おそらく日本で初めての報告になる。

3. 考察湖山池では今回胃から出てきたハゼ類は、直接漁業に影響はないが、やがてハ

ゼ類が少なくなれば食物連鎖が崩れ、他の生物の生態系にも影響が出る可能性がある。また、テナガエビやヌカエビを漁業の中心としている人もいるのでこのままブルーギルに捕食されていけば、漁業に被害を与えることが予想される。ブルーギルは環境によって一番食べやすい物を食べていくので、今捕食してい

るハゼ類がいなくなれば、水草やミジンコなどの動物プランクトンを、それが少なくなればまた次の獲物を食べると考えられる。

Fig.1 ブルーギルの胃内容物とその割合

目 次 ・・・・・ - jst · ー4ー...

Documents

目次・・・・・ - jst · ー4ー...