自由研究・バナナの皮で紫外線を調べる
紫外線を調べる自由研究｜バナナの皮でできる理科実験
夏休みの自由研究で、理科らしいテーマを選びたい。
でも、あまり大がかりな道具は使いたくない。できれば、家にあるものや、すぐに手に入るものを使って実験したい。
そんなときに取り組みやすいテーマの一つが、紫外線を調べる自由研究です。
紫外線というと、日焼けや日焼け止め、サングラスなどを思い浮かべる人が多いと思います。夏になると、天気予報でも「紫外線が強い」という言葉をよく聞きます。
この紫外線を、身近なものを使って観察する方法があります。
それが、バナナの皮の色の変化を使う実験です。
紫外線とは何か
太陽の光には、目に見える光だけでなく、目に見えない光も含まれています。
その一つが紫外線です。
紫外線は、人間の目では見ることができません。しかし、私たちの生活や体には大きな影響を与えています。
たとえば、紫外線には殺菌や消毒に使われる働きがあります。また、人間の体では、紫外線を受けることでビタミンDが作られることも知られています。
一方で、紫外線を浴びすぎると、日焼け、シミ、そばかす、皮膚への負担などにつながることがあります。目にも影響を与えることがあるため、夏にサングラスをかけるのは、強い日差しや紫外線から目を守るためでもあります。
つまり紫外線は、役に立つ面もあれば、浴びすぎるとよくない面もある光です。
だからこそ、紫外線について調べる自由研究は、ただの理科実験ではなく、私たちの生活にも関係のあるテーマになります。
バナナの皮を使って紫外線を調べる
この自由研究では、バナナの皮を使います。
バナナの皮は、時間がたつと茶色く変色します。特に日光に当てると、色の変化が出やすくなります。
この性質を利用して、日光の当たり方や時間帯によって、バナナの皮の色の変化に違いが出るかを観察します。
ただし、ここで大切なのは、バナナの皮の変色が「紫外線だけ」で起こるわけではないという点です。
光の強さ、温度、乾燥、時間、バナナの熟し方など、いろいろな条件が関係します。
そのため、この実験は「紫外線を正確に測定する実験」というより、日光の当たり方によって、バナナの皮の変色にどのような違いが出るかを調べる実験としてまとめるとよいでしょう。
自由研究では、このように「何を調べているのか」を正確に書くことが大切です。
用意するもの
- バナナの皮
- アルミホイル
- ラップ
- 色つきセロハン
- 日焼け止めクリーム
- スマートフォンやデジタルカメラ
- 記録用のノート
- 時計
実験では、バナナの皮の色の変化を写真に撮って記録します。
同じ場所、同じ角度、同じ明るさで写真を撮るようにすると、あとで比較しやすくなります。
実験の基本ルール
この自由研究で一番大切なのは、比較することです。
たとえば、日なたに置いたバナナの皮だけを見ても、それがどのくらい変化したのかは分かりにくいです。
そこで、日なたに置いたものと、日陰に置いたものを比べます。
また、昼に置いたものと、夕方に置いたものを比べます。
このように、条件を変えたものを並べて観察することで、自由研究らしい実験になります。
実験するときは、次のことを記録しておきましょう。
- 実験した日
- 天気
- 実験した時間帯
- バナナの皮を置いた場所
- 日光が当たっていたかどうか
- 何分後、何時間後にどのような変化があったか
「なんとなく変わった」ではなく、「何時に置いて、何時に写真を撮ったか」を残しておくと、まとめるときに説得力が出ます。
実験1 昼と夕方で比べる
まずは、時間帯による違いを調べます。
昼ごろの日差しが強い時間帯と、夕方の日差しが弱くなった時間帯で、バナナの皮の色の変化を比べます。
たとえば、次の4つを用意します。
- 昼に日なたに置くバナナの皮
- 昼に日陰に置くバナナの皮
- 夕方に日なたに置くバナナの皮
- 夕方に日陰に置くバナナの皮
それぞれ2時間ほど置いて、色の変化を写真で記録します。
昼のほうが変色しやすいのか。日なたと日陰では違いがあるのか。夕方になると変化は小さくなるのか。
このあたりを観察すると、太陽の光の強さと変色の関係を考えることができます。
実験2 アルミホイルやラップで覆って比べる
次に、バナナの皮に当たる光をさえぎったり、通したりして比べます。
たとえば、次のようなものを用意します。
- 何もかぶせないバナナの皮
- アルミホイルで包んだバナナの皮
- ラップで包んだバナナの皮
- 色つきセロハンをかぶせたバナナの皮
これらを同じ時間、同じ場所に置きます。
アルミホイルは光を通しにくいので、色の変化が小さくなるかもしれません。
ラップは光を通しますが、乾燥を防ぐ働きもあります。セロハンは色によって通す光が変わるため、変色の仕方に違いが出るかもしれません。
ここで大切なのは、予想を立ててから実験することです。
たとえば、次のように書けます。
予想：アルミホイルで包んだものは光が当たりにくいので、色の変化が少ないと思う。
結果：実験後の写真を比べると、何もかぶせなかったものが一番変色し、アルミホイルで包んだものは変化が少なかった。
このように、予想と結果を並べると、自由研究としてまとまりやすくなります。
実験3 日焼け止めを塗って比べる
紫外線の自由研究らしくするなら、日焼け止めを使った実験もできます。
バナナの皮に日焼け止めを塗ったものと、何も塗らないものを用意します。
同じ場所に置いて、同じ時間だけ日光に当てます。
その後、色の変化を比べます。
もし日焼け止めを塗ったバナナの皮のほうが変色しにくければ、日焼け止めが光や紫外線の影響を弱めている可能性を考えることができます。
ただし、日焼け止めには油分や水分も含まれています。そのため、色の変化が小さかったとしても、それがすべて紫外線カットの効果だとは言い切れません。
自由研究では、ここまで書けると、とてもよいまとめになります。
「結果が出た」だけで終わるのではなく、ほかにどんな原因が考えられるかまで考えると、理科の研究らしくなります。
実験4 天気による違いを調べる
晴れの日、曇りの日、雨の日でバナナの皮の変化を比べる方法もあります。
晴れの日は太陽の光が強く、バナナの皮も変色しやすいかもしれません。
曇りの日は日差しが弱く見えますが、紫外線は雲を通って地上に届くことがあります。
雨の日は外で実験しにくいので、窓際に置くなどして、安全に観察します。
この実験は1日では終わりません。
数日かけて、天気の違いとバナナの皮の変化を記録すると、自由研究として深みが出ます。
写真を使うと自由研究が分かりやすくなる
バナナの皮の色の変化は、言葉だけで説明するより、写真で見せたほうが分かりやすくなります。
実験前、30分後、1時間後、2時間後のように、時間を決めて写真を撮りましょう。
写真を撮るときは、できるだけ同じ場所、同じ角度で撮るようにします。
また、写真の横に次のような説明をつけると、見る人に伝わりやすくなります。
- 実験開始前
- 日なたに2時間置いたもの
- 日陰に2時間置いたもの
- アルミホイルで包んだもの
- 日焼け止めを塗ったもの
写真は、自由研究の「証拠」になります。
文章だけよりも、実際に観察したことが伝わりやすくなります。
自由研究のまとめ方
自由研究をまとめるときは、次の順番で書くと分かりやすくなります。
- 研究のテーマ
- このテーマを選んだ理由
- 予想
- 用意したもの
- 実験の方法
- 結果
- 分かったこと
- 考えたこと
- 次に調べてみたいこと
特に大切なのは、「結果」と「考えたこと」を分けることです。
たとえば、結果は次のように書きます。
結果：日なたに置いたバナナの皮は、日陰に置いたものよりも茶色く変化した。
考えたことは、次のように書きます。
考えたこと：日なたでは光が強く、温度も高くなりやすいため、バナナの皮の変色が進んだのではないかと考えた。ただし、紫外線だけでなく、温度や乾燥も関係している可能性がある。
このように書くと、ただ実験しただけでなく、結果をもとに考えたことが伝わります。
安全に気をつけること
実験中は、太陽を直接見ないようにしてください。
太陽を肉眼で見たり、カメラやスマートフォンの画面越しに長く見たりすると、目を痛める危険があります。
写真を撮るときも、太陽そのものではなく、バナナの皮や実験している場所を撮りましょう。
また、車の中や窓際は高温になることがあります。バナナの皮を置く場合でも、長時間放置しないようにし、必ず大人の人に確認してから行いましょう。
鏡や虫めがねで光を集める実験は、火災ややけどの危険があります。自由研究として行う場合は、必ず大人と一緒に行い、安全が確認できない場合はやらないようにしましょう。
まとめ
紫外線をテーマにした自由研究は、身近な生活と理科をつなげやすいテーマです。
バナナの皮を使えば、日光の当たり方や時間帯によって色の変化がどう違うかを観察できます。
ただし、バナナの皮の変色には、紫外線だけでなく、温度、乾燥、光の強さ、バナナの状態など、いろいろな条件が関係します。
そのため、自由研究では「紫外線を正確に測った」と書くよりも、日光の当たり方によってバナナの皮の変化にどのような違いが出るかを調べたとまとめるとよいでしょう。
実験では、比べること、写真を撮ること、時間や天気を記録することが大切です。
そして最後に、「なぜそうなったのか」「ほかにどんな原因が考えられるのか」まで書くと、自由研究として一段深い内容になります。
身近なバナナの皮でも、観察の仕方を工夫すれば、立派な理科の自由研究になります。
