学研　大人の科学を試してガッテン

学研で大人の科学というシリーズがあります。科学実験キットでやや割高なものの興味をそそられるものばかりがラインナップされています。

本家ウェブサイトはこちら→■

■■　組み立て　■■

とりあえずその中から、今回は｢磁界検出型鉱石ラジオ」を購入しました。ラジオの仕組みなどは全然知らなかったので勉強になりました。このラジオ、電波から電源を供給し、鉱石に針を押し当てて回路の一部と為してラジオを聞くというシロモノで、世界大戦時には上陸した島で兵隊たちが現地で組み上げてラジオを聞いたりしていたとか。さっそく組み立ててみましょう。

パッケージは左の写真です。けっこうでかい。
それもそのはず。なかみはごちゃごちゃとかなり多い。木製の本体パーツや回路用電子部品の他に、何に使うのかよくわからないプラスチックのコップまでついていました。とりあえずマニュアルに従って組み立て開始。
木材を組み合わせてさくさくと組み立てます。穴のあけ方がやや雑なのか入りにくいパーツなどもあるががんばって差し込みました。円盤のところに鉱石をのせて、ぐりぐり回して石を変えられるようにできているようです。

手タレは親父。
検出針。いたって普通の針。レコードプレイヤーみたいに動かして石の上に針を乗せるようです。上の黒い棒は磁石です。この時点ではなんのための磁石なのかはさっぱり謎でした。
で、箱を開けたときから気になっていたプラスチックのコップ。カップを伏せて、三角形の銀紙シールをその外側に貼ったものと、内側に貼ったものを重ねてぐりぐり回せるようにしました。そして、これが可変コンデンサーになっていることに気付いたのでした！このキットで一番感心したのがここでしたねー。銀紙の重なる面積を変えることで静電容量を変え、ラジオのチューニング(選局)をするんですよ。
回路の作成も簡単にできるように工夫されていて、ほとんど差し込むだけです。この鉱石ラジオではアースがいらないそうですが、なぜなのかは理解してないです。黄色い素子はトランスで、実物は初めて見ました。抵抗・コンデンサー・ダイオード・トラジスタはおなじみです。テスターがないので導通チェックができないのが妙に不安(笑)
回路を本体に取り付けて配線をつないだら組み立ても大詰め。あとはアンテナです。

奥で寝てるのはおかん。
このアンテナがでかい！！10mのエナメル線を巻いていきます。6回巻いて一度外に出し、さらに4回巻きます。回路的には下の絵な感じになります。

そして本体の回路とつないでいちおう完成です。置き場所に困るなあ。
このキットは予備実験もしっかりできるようにデザインされていて、

（１）補助電源+ダイオード素子を使って受信実験
（２）補助電源+鉱石を使って受信実験
（３）補助電源なし、鉱石のみで受信実験

という流れになっています。写真は補助電源で、銅版と亜鉛版を塩水に突っ込んだだけのボルタ電池です。中学校で習うやつですね。細かいところにも気を使ってるなあと感心。

■■　実験　■■

いよいよ実験開始。まずは補助電源とダイオードを使ってラジオとして機能するかどうかを確認しました。付属のイヤホンを差込み、カップをくりくりと回して電波を探します。するとわずかながら聞こえましたよ！どこの局が入ってるのかわからないのでしばらく聞いてるとどうやらKBSらしいことがわかりました。ちょい感動です。ラジオって今まで作ったことなかったんで、まともに聞けてうれしかったですね。いかんせん音量がすごく小さいのが気になりましたが・・・・

当然ラジオの原理も今まで知りませんでした。ここで簡単に解説します。

耳に聞こえる音は”波”であることは知られています。たとえば「あ」の音の波形が右の絵の形だったとしましょう。
人間の耳に聞こえる音の周波数は数100ヘルツですが、AMラジオ電波の周波数はおよそ1ギガヘルツ＝100万ヘルツです。いうなれば、電波の方が波の山と山の間隔が小さく、音の山1つの中に電波の山が1万個入る計算になります。

そんな細かい波の電波が右の絵の形だったとしましょう。（下の方が切れてますが＾＾；）この形の電波をラジオのアンテナが拾い、内部回路へ電流として渡されます。		 　
内部にきた電流はダイオードを通って、下半分がカットされます。（左側の絵）そしてコンデンサーを通ると、高周波成分が削ぎ落とされて山の頂点をつないだような波になります。（右側の絵）

「あ」の波形に似た形が再現されていると思いませんか？実際は赤い波の間隔がもっともっと細かいので、細かいでこぼこまで再現されてきちんと「あ」の音が聞こえるようになります。		 　

ラジオとして機能していることは確認されました。次は実験(2)、鉱石を使った実験です。キットに同梱されていた鉱石は下の4種類でした。

方鉛鉱 磁鉄鉱 黄鉄鉱 黄銅鉱

マニュアルによると、鉱石がダイオードとして働くのだそうで、回路を変更し（といっても簡単に変えられるようにできています）針を鉱石の上に載せました。銅製のベラも鉱石に接触させ、[針-鉱石-ベラ]という回路が形成され、鉱石がダイオードとして働くそうです。

で、針を当てる場所や抑える強さをイロイロ変えて聞こえるかどうかを試すとのことなんですが・・・どうがんばってもきこえません･ﾟ･(ﾉД`)･ﾟ･｡

回路面では問題ないと思われ、針の当て方だけが問題だと思ったんですが・・・鉱石も4種類とも試してみましたがうまくいきませんでした。

■■　反省　■■

補助電源+ダイオードの時点で音量がかなりちいさかったのが気に入らない。増幅が思うほどされてないのか電波が弱いのか。トランスを変えたら何とかなるか？石を使ったときも音量が小さくなりすぎて聞こえなかったのではないかと淡い期待を抱いてみる。失敗しては試行錯誤で改良するのが実験のいいところだけど、自宅では道具がなさすぎる(笑)

てな感じで本来の目的はいまだ達成されていません。仕切りなおしてリベンジしたいと思っています。

戻る