目 的 本市理科教育の発展と授業実践の推進に役立つ研修の機会を提供し、 市教育関係者の指導力および資質の向上に期する。
音叉、プリズム、ハロゲンランプ、マイク＆スピーカー ギター、電子ピアノ、リコーダー、ＬＥＤランプ、トマト、口紅
音楽史上初めてメトロノームを積極的に取り入れたベートーヴェン。 ベートーベンの表記した♩=120の意味は？ Allegro（アレグロ） 「♩=120」「BPM＝120」=120ビートパーミニッツ= 120min-1=2s-1=2Hz。 意味は、振動数（周波数）でした。 *
♩=120で♪のエイトビート打ちましょう(4Hz)（４分の４拍子） ビート♩を重ねましょう(2Hz) ビート二分音符を重ねましょう(1Hz) 振動数（周波数）4は、1と2の公倍数ですね。
♩=180で♪のシックスビート打ちましょう(6Hz)（８分の６拍子） ビート♩を重ねましょう(3Hz) ビート付点四分音符を重ねましょう(2Hz) 振動数（周波数）6は、2と3の公倍数ですね。
調和のとれたリズムは、 振動数（周波数）の倍数が含まれていることがわかります。
単純なリズムより複雑なリズムの方が、表現が豊かです。
拍手～👏
拍手には、いろいろな振動数（周波数）が含まれていたんですね。 拍手は豊かな表現です。
周波数１：２の比率の音程をオクターブと言います。
オクターブの音を聞いてみましょう、弦の1/2で聞こえます（ギターのハーモニクス）。懐かしい時報の音も、ほらオクターブ。ギターの５弦は、ふつう220Hzにあわせます。
周波数１：３の比率は、弦の１/３で聞こえます。たとえばこんな風に。
| 記号 | 音名 | 周波数/Hz (有理和音) |
周波数/Hz (平均律) |
|
|---|---|---|---|---|
| E | ・・ホ | 660 | 659.25511382574 | |
| C＃ | 嬰・・ハ | 550 | 554.365261953744 | |
| C | ・・ハ | |||
| H | ||||
| B | ・ロ | |||
| A | ・イ | 440 | 440 | |
| G# | ||||
| G | ・ト | |||
| F# | ||||
| F | ・へ | |||
| E | ・ホ | 330 | 329.62755691287 |
周波数2：3の比率は、公倍数6の倍音を持つので調和して聞こえます。 ラ（220Hz）とミ（330Hz）の音程です。完全5度の和音です。
周波数3：4の比率は、公倍数12の倍音を持つので調和して聞こえます。 ミ（330Hz）とオクターブ上のラ（440Hz）の音程です。完全４度の和音です。
周波数4：5の比率は、公倍数20の倍音を持つので調和して聞こえます。 オクターブ上のラ（440Hz）とド＃（550Hz）の音程です。
では、4：5：6はどうなるでしょうか？最小公倍数は60。倍音を持つので調和して聞こえます。 オクターブ上のラ（440Hz）とド＃（550Hz）とオクターブ上のミ（660Hz）の音程です。 イ長調で、ドミソの和音に相当するものです。コードではＡと表現します。
では、4：5：6：7はどうなるでしょうか？最小公倍数は420。倍音を持つので調和して聞こえます。 セブンスコードではＡ7です。 豊かな響きですね！
倍音が調和するということは、倍音が共鳴するということです。
共鳴音を聞いてみましょう。
共鳴を意識して音階を作るととてもきれいな響きになります。それらを純正律といいます。 でもそうやって音階を作ると、転調ができなくなります。それはそれで表現に制約が出てきて不便ですね。 それで、ピアノなんかは、平均律と呼ばれる音階を使います。 平均律は、ジレンマを受け入れての妥協の産物なんですね。 正しい音律なんてどこにもないんです。音痴大歓迎！
減衰音を聞いてみましょう。
音叉の音をもう一度聞いてきましょう。 最後の音が消えるまで、音のひとしずくまで。
アコギ、電子ピアノを聴き比べてみましょう。
エアコンの音、邪魔ですね。 米沢に移住してきた福田さんが、古民家にお住まいの理由がわかりますね。
| 種別 | 形式 | デバイス | |
|---|---|---|---|
| 非圧縮 | wav | PC | |
| 可逆圧縮 | flac | ||
| wma | PC | ||
| MQA * | |||
| 非可逆圧縮 | mp3 | スマホ |
音声や音楽は、記録されてはじめて、アップロード、ダウンロード、配信ができるようになります。
CD音質は、44.1kHz、16bit。最近のPCは、192kHz, 24bit * *
音楽や音声の表現ファイルには, wave,mp3形式などがある． 楽譜の表現ファイルには、midやmmlなどがあります。
デジタル記録された音楽・音声を再生するには、 ＤＡＣ など、デジタル情報をアナログ信号に変換する装置と、 電気信号を力学エネルギーに変えるスピーカーなどの出力装置が必要です。
| 項目 | 圧電スピーカー | ダイナミックスピーカー | ||
|---|---|---|---|---|
| 発音材料 | 圧電体 （ セラミックス） | 磁性体（金属） | ||
| 用途 | スマホ、ＰＣ | スマートスピーカー | ||
| 歴史 | 昭和(戦後) | 平成（スマホ）、昭和（イヤホン） |
テレワークや電話に必須。
スマホにはマイクが複数あって、 環境音をカットする、ノイズキャンセリング機能があります。
静かさや岩に染み入る蝉の声
この環境音はノイズですか？
座ってスマホのスピーカーから音を聞くのと、 立って歩いて聴きに行くのとの違いがわかりますか。
| 大分類 | 小分類 | 振動数 （周波数） |
波長
|
用途 |
|---|---|---|---|---|
| 長波 （LF） |
40kHz 125kHz |
7.5km 2.398km |
電波時計
スマートキー |
|
| 中波(MW) | 📻ラジオ放送 | |||
| 短波(SW) | 13.56MHz | 📻ラジオ放送 NFC | ||
| VHF | 📺アナログテレビ放送 | |||
| UHF | 470MHzから710MHz ( 地上デジタル )、 700M～900MHz( 4Gプラチナバンド ) | 0.42～0.63m 0.33～0.42m | 📺テレビ放送、 📱スマホ | |
| マイクロ波 |
1.5G～3.5GHz(
4G
)
、
2.4GHz
/5GHz(
WiFi
)
3.7GHz/4.5GHz( 5G) 28GHz(5G) 90G～300GHz( 6G) |
125mm
0.99～3.33mm |
電子レンジ、📱スマホ、 📶WiFi 秒の定義 | |
| 赤外線 | 遠赤外線 | 0.2～74THz | 4μm～1000μm | 床暖房 |
| 近赤外線 | 1310nm,1550nm | 光ケーブル | ||
| 可視光 | 赤 | 650nm (CD,DVD) | 音楽記録 、 映像記録 | |
| 緑 |
566THz
540THz |
530nm
555nm |
カンデラ (cd)の 定義 |
|
| 青 | 405nm ( ブルーレイ ) | ビデオ記録 | ||
| 紫外線 | UVA |
320～400nm 365nm |
ブラックライト |
|
| UVB | 280～320nm | |||
| UVC |
100～280nm 254nm |
殺菌灯 |
||
| Ｘ線 | ☢レントゲン ☢結晶構造解析 | |||
| ガンマ線 | ☢γナイフ |
人間が、直接 認識できるのは、 電磁波のうち、可視光と一部の赤外線だけです。
ビット深度が低いと色 数が少なくなります。 ヒメシャラの花の 色 は、背景の色と区別がつかなくなります。 解像度（画素数）が低いと矩形（ブロック）になります。 ブロックノイズ は、解像度（画素数）の 量子化ノイズです。 ビット深度が低く、解像度（画素数）が低いほど、情報量も小さくなります。
| 種類 | 説明 | 例 | 特徴 |
|---|---|---|---|
| 一次情報 | 著者の体験や調査にもとづくもの | 観察、実験の結果、実測値 | 著者自身の情報、 オリジナルの情報、 希少性が高い、 |
| 二次情報 | 特定できる他人の体験にもとづく表現によるもの | 論文、書籍、特許 | 他人から得た情報 オリジナルではない情報 希少性が低い |
| 三次情報 | 不特定の表現 | ＳＮＳ、ネット |
情報も品質が問われる時代。情報を整理整頓し、情報の製造者としての責任を持ちましょう。
| 人材 | 要求される能力 | 学問分野 | 目的 | アウトプット |
|---|---|---|---|---|
| 技術者（エンジニア） | モノづくりのための 応用力と構想力 |
工学部卒など 工学（エンジニアリング） |
発明（インベンション）、 技術（エンジニアリング） | 特許、実用新案、 工業製品 |
| 技能者（テクノロジスト） | 技能 |
工業高等専門学校など 工学（エンジニアリング）、芸術（アート） |
技術（テクノロジー） | 工芸品 |
| 技能者（テクニシャン） * | 技能 | 技能訓練学校など | 技能、職人技 | |
| 研究者（リサーチャー） | 根本原理の発見のための知識や姿勢 |
博士号取得 全般 |
発見（ディスカバー） | 論文 |
| 科学者（サイエンティスト） | 根本原理の発見のための知識や姿勢と、観察と実験による実証論的手技。 |
理学部卒など 自然科学 （サイエンス） |
発見（ディスカバー） | 論文 |
技術を担うもの (engineering practitioner)は、知識の応用と構想力を中核能力とするエンジニアengineer、技能を中核能力とするテクニシャン technician、両者の中間的性格をもつテクノロジストtechnologistの三つの職務に分類されます。ざっくり言えば、エンジニアは工学系の学士課程、テクノロジストは工業高等専門学校、テクニシャンは技能訓練学校の修了者です。 * STEAM教育とは Science（科学）、 Technology（技術）、Engineering（工学）、Art（芸術)、Mathematics（数学）のそれぞれの単語の頭文字をとったものです。 *
STEAM教育等の教科等横断的な学習の推進についてSTEAM教育等の教科等横断的な学習の推進について
文部科学省では、STEM（Science, Technology, Engineering, Mathematics）に加え、 芸術、 文化、生活、経済、法律、政治、 倫理等 を含めた広い範囲でAを定義し、 各教科等での学習を実社会での問題発見・解決に生かしていくための教科等横断的な学習を推進しています。
子供同士の協働、教職員や地域の人との対話、先哲の考え 方を手掛かりに考えること等を通じ、自己の考えを広げ深め る「対話的な学び」が実現できているか。 アクティブラーニング
もっとも若い人々がたくさん集まって案外みなが面白がって無邪気に喜んでされた測定かも知れないが、その無邪気なそして純粋な興味が尊いのであって、良い科学的の研究をするにはそのような気持ちが一番大切なのである。 良い研究は苦虫をかみつぶしたような顔をしているか、妙に深刻な表情をしていなければできぬと思う人があったら、それは大変な間違いである。
中谷 宇吉郎、 「霜柱の研究」について より
「科学者になるには『あたま』がよくなくてはいけない」これは普通世人の口にする一つの命題である。これはある意味ではほんとうだと思われる。しかし、一方でまた「科学者はあたまが悪くなくてはいけない」という命題も、ある意味ではやはりほんとうである。そうしてこの後のほうの命題は、それを指摘し解説する人が比較的に少数である。
……（途中略）……
寺田寅彦、科学者とあたまより
科学の歴史はある意味では錯覚と失策の歴史である。偉大なる迂愚者の頭の悪い能率の悪い仕事の歴史である。
頭のいい人は批評家に適するが行為の人にはなりにくい。 すべての行為には危険が伴なうからである。 けがを恐れる人は大工にはなれない。 失敗をこわがる人は科学者にはなれない。 科学もやはり頭の悪い命知らずの死骸の山の上に築かれた殿堂であり、血の川のほとりに咲いた花園である。 一身の利害に対して頭がよい人は戦士にはなりにくい。
頭のいい人には他人の仕事のあらが目につきやすい。 その結果として自然に他人のする事が愚かに見え従って自分がだれよりも賢いというような錯覚に陥りやすい。 そうなると自然の結果として自分の向上心にゆるみが出て、やがてその人の進歩が止まってしまう。 頭の悪い人には他人の仕事がたいていみんな立派に見えると同時にまたえらい人の仕事でも自分にもできそうな気がするのでおのずから自分の向上心を刺激されるということもあるのである。
寺田寅彦、科学者とあたまより
頭がよくて、そうして、自分を頭がいいと思い利口だと思う人は先生にはなれても科学者にはなれない。 人間の頭の力の限界を自覚して大自然の前に愚かな赤裸の自分を投げ出し、そうしてただ大自然の直接の教えにのみ傾聴する覚悟があって、初めて科学者にはなれるのである。
寺田寅彦、科学者とあたまより
２０２４年１月２１日 松木健三名誉教授がご逝去されました。
