音の振動を塩を使って調べる自由研究！実験の手順とまとめ方

自由研究で音と振動について実験をしてみたいという場合には塩を使って調べてみましょう。
ぴったりと貼った膜の上に塩を薄くまき、音の振動によってどのように様子が変わっていくのか調べる自由研究です。
時間もそれほど掛からずに調べることができて、使う材料も身近なものばかりです。

それでは、音の振動を調べるための自由研究の手順をご紹介します。

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音で振動が起きる様子を塩で見ることができる自由研究

音とは空気の震え（振動）が波となって伝わるものです。人の声や物音は、空気を振動させた波（音波）として耳の奥にある薄い膜「鼓膜」に振動が伝わったものが神経によって脳へと伝えられ「音」として感じています。

距離の近い場所で非常に大きな音が発せられると、体全体に振動を感じた経験をしたことはありませんか？

大きな音になると、鼓膜のように薄いものだけでなく皮膚で感じられるほどのエネルギーがあります。

しかし、音は空気の振動なので目で見ることができません。

そこで音の発する振動を目に見える形にする実験を行い、自由研究のテーマにしてみましょう。

黒いビニールを使った薄い膜をピンと張った状態のものを作り、そこに塩の粒を適当に撒いたものを用意します。

その膜めがけて声を出したり、楽器などで音を立ててみましょう。音の振動によってビニールの膜が振動し、塩が小さく跳ね回る姿が見られるはずです。

高い音や低い音、大きな音や小さな音などいろいろな音で塩の動きがどう変わるか、目で見ながら音について調べることができます。

自由研究で音の振動を調べる時に必要な道具

まず振動を観察する膜を張った実験台を作ります。

ハサミ、カッター、ビニールテープなど工作に使う道具の他、次のようなものが必要です。

膜を張った音の振動の実験台を作るために準備するもの

• 口が大きめのコップやお椀など
• 黒など濃い色のついたビニール（硬くカサカサとしたものではなく、柔らかく少し伸びる素材のビニール袋を選びましょう）
• 食塩（あまり水分を含まないサラサラのものが適しています）
• 輪ゴム

膜を張った実験は直接音を向けても実験できますが、音をより効率よく膜に伝えるためにペットボトルを使ってラッパ状の笛も作ってみましょう。

音を伝える笛を作るために準備するもの

• 炭酸飲料が入っていた1.5リットルの円筒形のペットボトル（お茶やジュースが入っている角型のものよりも、円筒形のものを使いましょう）
• 太めのプラスチックストロー

カッターを使った作業になりますので、大人がついて一緒に工作することをお勧めします。

音を伝えるための笛の作り方

ストローで笛を作る

ストローは、ハサミを使って６cmから７cmほどの長さに切り、一方の端に斜めに深く切り込みを入れます。完全に切り落とさずに、わずかに繋がっている状態にすることが大切です。

小さく繋がった方のストローは、繋がっている反対側に縦の切り目を入れて開きます。開いたら長く残っているストローの斜めの口にフタになるように形を整えて下さい。

この小さな「弁」に息を吹き込み振動させて笛を作ります。

ペットボトルを細工してホーンを作る

1.5リットルペットボトルの底部分を下から5cmほどのところで切り落とします。初めにカッターを使って切り目を入れ、そこにハサミを差し込んでぐるりと切るとやりやすいでしょう。

先に作った笛の吹き口（弁がある側）の反対の端をビニールテープを巻きつけるなどして太くしてください。

ペットボトルの口にしっかりと収まる太さに整えたら、底を落としたペットボトルにセットして完成です。

底のないペットボトルはメガホンやラッパのホーン（音を拡張する部分）の役割を果たして、笛の音を大きくします。

音を振動させる黒い膜の作り方

次に、音の振動を見えるようにするための実験台を作ります。

用意した容器（コップやお椀）に　ビニール袋をピンと張った状態のまま輪ゴムで少しキツめに押さえます。張った面がたるまず平らになるように丁寧に行ってください。この時、ビニールが余った部分はできるだけカットしてしまいましょう。

きちんと張れたら、膜の端の方に小さく穴を開けて容器の中の余分な空気が抜けるようにします。

穴を開けないと周囲の気温が上がるなどして中の空気が温まり、膜が膨らんでしまうことがあるからです。

ビニールが張り終わったら表面を濡れたティッシュで軽く拭きましょう。これは静電気の発生を抑えるために行います。

静電気があるとせっかく音によって振動する塩の動きを邪魔してしまうことがあります。

準備が整ったら膜の表面全体に食塩を撒いて下さい。全体に薄く均一になるように撒くのがコツです。

自由研究のまとめ方

実験を始める前に実際に音を出した時、塩がどんな動きをするのかあらかじめ予想したことを書き留めておきましょう。

実験に使う道具についても、作った笛意外に自分の声をそのまま向けた場合や、リコーダーなど別の楽器も準備して、それぞれの場合でどう違うかを予想し実験・観察します。

それぞれの音によっての塩の動きの違い、音の大きさや長さ、高い音や低い音など様々な音で試してその変化を見ます。

予想した内容と、実際に観察してみてどうなったか、予想と違った場合はなぜ違ったのかなども考えてみてください。

今回作った実験台だけでなく、大きさや材質を変えてみるのも面白いかもしれませんね。
シンプルな実験ですが、使う材料によって様々な違い発見できるのではないでしょうか。

普段は「見る」ことができない音ですが、こうして観察することで音が持ついろいろな特徴を見て確認てきる楽しさがあります。

他にもどんなものが実験に使えるか、自分なりのやり方を工夫して自由研究をまとめましょう。