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【生物基礎】対物レンズの倍率と接眼ミクロメーターの目盛りとの関係

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Cocoです!

今回は高校で学ぶ「生物」に関して。ちょっと興味深い質問がNoSchoolさんのほうでありましたので共有したいと思います。

 

 

Noschoolとは

NoSchoolとは、オンラインで活動している家庭教師や塾の先生が登録しているサイトです。こちらから指導の依頼もできますし、簡単な質問であれば、公開質問もしくは個別質問で先生方が回答してくれます。

(個別質問は月3回まで無料という条件があるようです)

 

noschool.asia

 

 

今回はCocoあてに、ある生徒さんから指名で個別質問が届きました。

生物の指導ができる先生があまり多くないので、私はたいてい生物、数学、英語あたりの質問回答をすることが多いです。(たまに国語や社会もしてる)

 

 

対物レンズと接眼ミクロメーターとの関係

さて、今回生徒さんが困って質問してきたのは、対物レンズの倍率と接眼ミクロメーターの目盛りの長さの関係に関するものでした。

問題はこうです。

 

600倍で植物の細胞を観察し、接眼ミクロメーターで細胞の長さを測った。そのあと、対物レンズを変えて300倍にしたとき、接眼ミクロメーターの1目盛りあたりの長さはどのように変化するか。

 

生物基礎の範囲ですが、生物の学習が始まっていきなり計算問題が出てくるのが、この「接眼ミクロメーター」のところですね。

生物は暗記だから!で選択した人は、たいていここで心が折れます。計算あるなんて聞いてないよ!って。笑

 

ただ今回の問題はほとんど計算不要で、「考える力」さえあればどうにかなります。

ご安心ください。

 

 

今回の問題の考え方

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今回の問題はこのように考えると理解しやすいと思います。

たとえば、ある細胞の長い辺の長さを、接眼ミクロメーターで測ると8目盛り分ありました。観察したときの顕微鏡の倍率は600倍です。

 

次に、レボルバーを回して対物レンズを変え、300倍の状態で同じ細胞を観察します。

そうすると、倍率が600倍から300倍へと半分になったので、細胞の見え方も小さくなります。目盛りも半分の4目盛りで細胞の長さを捉えることができます。

 

ここまでは、倍率が半分になると、目盛り数も半分になる、という関係なのでわかりやすいですよね。

 

 

問題はここからです。

600倍で見ているときも、300倍で見ているときも、どちらも同じ細胞を観察しています。

ただ、倍率が違うから、600倍のときは大きく、300倍のときはちょっと小さく見えるだけ。

 

全く同じ細胞を観察してるんです。

全く同じ細胞ということは、もともとの細胞の大きさは一緒のはずですよね?

仮に、細胞の長辺の長さを80μmとしましょう。

 

そうすると、600倍で見たときは、細胞は8目盛り分ありましたから、

接眼ミクロメーター1目盛りの長さはと言うと、

80μm÷8目盛り=10μm

となります。

 

300倍で見たとき、細胞は4目盛り分でした。でもこれは細胞そのものが縮んで小さくなった、というわけではありませんよね。長辺は変わらず80μmのはずです。

ですので、300倍のときの接眼ミクロメーター1目盛りの長さはと言うと、

80μm÷4目盛り=20μm

となります。

 

つまり、顕微鏡の倍率を、対物レンズだけ変えて600倍から300倍へと1/2の倍率に変更すると、接眼ミクロメーターの1目盛りあたりの長さは2倍になります

 

 

今後は「思考力」を問う問題が増える

高校の教科書は2022年度から新しく変わります。

これまで生物基礎や生物は、単純に「覚えたもの勝ち」のような傾向の問題が多かったのですが、今後はこのような「持っている知識を使って考えて答えを出す」タイプのものが増えてきます。

 

普段から考えるクセをつけている場合は、こうした問題が出てきても、自分の持っている知識を総動員して考え、答えを導き出すことができますが、そうでなければこうした問題が出てきたときになかなか対応できなくなってしまいます。

 

もちろん、前提として「知識」を覚えることは必要です。それは学習する上で継続していただきたいところです。ただ、今後は「知識を覚える」ことに加えて、「学んだ知識を活用して考える」くせをつけていくようにしたいところですね。

 

 

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