【開発】バケツと塩ビパイプから生まれた発明 気柱共鳴装置KW-1誕生秘話
サイエンストレーナーの桑子研です。毎日が実験。
「音」は目に見えないのに、その姿を装置で「見える化」できるとしたら――そんなワクワクする実験が、気柱共鳴です。今回は、この実験をぐっと身近で分かりやすくしてくれる新しい装置、ナリカさんの「気柱共鳴装置KW-1」の開発秘話をご紹介します。
きっかけは、バケツと塩ビパイプの手作り実験
実はこの装置、私が関わったある出来事から生まれました。ナリカサイエンスアカデミーで、バケツに水を溜めて塩ビパイプを差し込み、手作りの閉管を作って、スマートフォンから出した音源で気柱の共鳴実験を紹介していたときのことです。
それを見ていたナリカの開発担当の方が、「これをもっと簡単にできる装置にできないか」と考え、開発に取り組んでくださったそうです。
そうして完成したのが、こちらの装置です。
従来の気柱共鳴実験が抱えていた3つの弱点
気柱の共鳴実験といえば、水を入れた漏斗を使ってガラス管の中の水面を調整し、音叉を鳴らしながら共鳴点を探す、というのがこれまでの定番でした。しかし、この方法にはいくつかの悩ましい点がありました。
まず、音叉を使うため、音がどうしても減衰してしまうこと。次に、ガラス管でできているため、音叉がぶつかって割れてしまう危険があること。そして何より、非常に高額だという点がネックでした。
カタログNo ： C15-8258-20 気柱共鳴装置 RT-85RD
実際、こちらの装置はおよそ10万円もします。
プラスチック製なら割れにくいけれど、今度は「大きさ」がネックに
ナリカさんの装置はプラスチック製のため割れにくいという利点はあるものの、サイズが大きく、かさばってしまうという新たな課題がありました。理科室の限られたスペースでは、保管も一苦労です。
KW-1が解決した、3つの嬉しいポイント
そこで登場したのが、今回のKW-1です。値段は26,000円と非常に手頃でありながら、この装置には驚くべき工夫が詰まっています。
内側の円筒に水を入れ、そこに塩化ビニルパイプを差し込んでいくことで閉管を作る仕組みなのですが、なんと目盛りがついているため、どのくらいの長さの閉管になったのかが一目で分かります。さらに、外部の音源を使う設計になっているため割れる心配がなく、省スペースで管理できるという点も大きな魅力です。
音叉のように音が減衰することもなく、安定した音源で繰り返し実験できるので、生徒たちがじっくりと共鳴点を探る体験ができるようになりました。
「KW」の名前に込められた、ちょっとした遊び心
ちなみにこの装置の名前「KW-1」には、こんな裏話があります。「K」は気中の「K」を意味し、そこに「W」を加えて「KW」――実は冗談で、私の名字「桑子」にちなんで名付けてくれたのだそうです。装置の性能だけでなく、こうした人と人とのつながりから生まれたエピソードも、科学の面白さの一つだと感じています。
身近な手作り実験から、多くの人に使ってもらえる本格的な教具へ。小さなアイデアが形になっていく過程には、科学のワクワクがぎゅっと詰まっていますね。
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