研究室で『第8回 女子中高生のための関西科学塾』を開催します。
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講座概要 日時: 2014年3月15日(土)13:30ー16:30頃まで |
講演題目
『カオス・フラクタルの世界を知る』 地震や集中豪雨がいつどこで起きるのか、十分に早い時間に予測できれば、多くの命が犠牲にならずに済みます。 天気予報の場合は気温や湿度といった気象要素を観測し、その時間変化を与える数式に観測値を代入し、未来の値をコンピュータの力を借りて予測します。しかしながら、時間変化を与える数式がはっきりわかっていても、観測値に含まれるわずかな誤差があっという間に増大し、未来の予測が困難になることがあります。これをカオスといいます。 株価・為替の時間変動のグラフやリアス式海岸など世の中には、ぎざぎざした図形がたくさんあります。グラフの横軸(観察する時間)の幅や地図の縮尺を大きく変えてもぎざぎざの度合いが変わらないものをフラクタルといいます。 カオスとフラクタルは密接に関係していますが、参加者のみなさんに、電子レンジと鉛筆の芯で作成したプラズマ作成や振り子のおもちゃ等を使った卓上実験、ならびに、コンピュータを用いたシミュレーションを体験して頂き,カオス・フラクタルの基礎や実際の現象との関わりについて理解を深めて頂きます。
実験
実験の内容 | 非線形現象やフラクタルに関する身近な道具を用いた卓上実験および計算機シミュレーション。 |
実験目的 | 以下の実験道具の項目に列挙したような身近な道具を用いた卓上実験やパソコンの表計算ソフトを用いた計算機実験を行うことで、カオス、同期現象、プラズマ発光などの非線形現象やフラクタルについて理解を深める。 |
実験項目 | メトロノームと同期現象、電子レンジプラズマ、リアス式海岸線の長さの計測、ホットプレート対流、表計算ソフトを使ってカオスを「みる」。 |
実験道具 | 電子レンジ、鉛筆の芯、メトロノーム、ホットプレート、油絵の具など。 |
結果と考察
みんなで考えましょう!
・ 時間変化する現象の未来を予測することを困難にしているのはどんなことでしょうか。
・ カリフラワーのように、その一部が全体とよく似た構造をしたものは、ほかにどんなものがありますか。
実験(実習)キーワード
カオスとフラクタル:上記「講演題目」の中の説明をご覧ください。