デジタル理科教材のページ

　各教材の説明の下にあるＷｅｂ版実行をクリックすると、教材がブラウザ上で実行されます。ほとんどの教材がＰＣ、タブレット、スマホで実行可能です。（インターネットへの接続が必要です。対応する機材については各教材の説明をご覧ください。）
　ＰＣ版ＤＬをクリックすると、オフラインのWindowsＰＣでも実行できる教材がダウンロードされます。ダウンロードされたzipファイルを右クリック「すべて展開」で解凍し、できたフォルダの中にあるフォルダ名と同じ名前の「.exe」ファイルをダブルクリックすることで実行できます。（「.exe」以外のファイルについては各教材にある説明をご覧ください。ダウンロードの際、ブラウザによっては「安全でない」というメッセージが表示されることがありますが、強制的に保存して大丈夫です。）

　教材の操作は通常のＰＣではマウスを使います。画面に表示されるボタンをクリックしてさまざまな操作を行ったり、画面を上下左右にドラッグして視点を変えたり、ホイールを回転させることで拡大縮小を行ったりすることができます。
　タブレットＰＣでは、タッチスクリーンのタップ、スワイプ、２本指でのピンチイン／ピンチアウトによって操作することができます。（windowsタブレットとiPadでの動作を確認しています。詳しい操作については各教材の説明をご覧ください。）

教材一覧

① 四季の星座

季節によって見える星座と見えない星座が変わることを、地球の公転運動によって理解するためのシミュレーション教材です。

　中学校３年理科の単元「地球と宇宙」で使える教材です。
　地球が太陽の周りを公転すると、地球・太陽・星座の位置関係が変化します。それによって、地球から太陽方向にある星座は太陽の光に邪魔されて見えなくなり、逆に太陽と反対側にある星座は見えやすくなります。季節によって見える星座と見えない星座が変わるという現象を地球の公転運動によって説明する教材です。

【操作】
　自転しながら太陽のまわりを公転している地球が表示され、次のような操作を行うことができます。
・拡大・縮小、視点の変更　・自転と公転の停止、再開　・観測者（山形県）の表示、非表示　・地球の公転軌道の表示、非表示　・黄道の表示、非表示　・太陽を中心に表示　・地球を中心に表示　・太陽から地球の方向を見たようすを表示　・地球から太陽の方向を見たようすを表示　・１月から１２月までの各時期での地球の位置を表示（時期によって見える星座と見えない星座が変化することを理解する際に使います）

【留意点】
　黄道は初期状態では表示されません。「黄道」ボタンをクリックすると、黄道１２星座を通る黄道を表す黄色の線が現れます。月ごとの地球の位置については、その月ごとにそれぞれの黄道１２星座に太陽が見えるように位置を調整しています。地球と太陽の大きさの比率や距離は見やすいように変更してあります。地球と太陽の自転速度は見やすいように変更してあります。地軸の傾きについては、ここでは考えなくていいように傾けていません。

Ｗｅｂ版実行ＰＣ版ＤＬ

使い方

　Web版はリンクをクリックするだけでPC、タブレット、スマートホンで実行できます。
　PC版は、windowsPCでのみ動作します。クリックしてzipファイルをダウンロード、それを解凍してできた「Zodiac」フォルダ内の「Zodiac.exe」ファイルをダブルクリックしてください。PC版はオフラインでも実行できます。
（※PC版を実行するとき、「WindowsによってＰＣが保護されました」という警告が出ることがありますが、「詳細情報」→「実行」とクリックしていくと実行できます。Web版を最初に実行するとき、黄色く「HTTP Response Header "Content-Type" …」というメッセージが現れることがありますが、少しすると消えますので問題ありません。）

② 地軸の変化と南中高度

地軸の傾きによる季節ごとの太陽の南中高度の変化を理解するためのシミュレーション教材です。

　中学校３年理科の単元「地球と宇宙」で使える教材です。
　地球は地軸を傾けたまま太陽の周りを公転しているため、季節によって太陽の光に対する角度が変化します。地軸の傾きによって太陽の南中高度が変化することを理解させます。

【操作】
　自転している地球が表示され、次のような操作を行うことができます。
・拡大・縮小、視点の変更　・自転の停止、再開　・地軸の表示、非表示　・観測者（山形県）の表示、非表示　・太陽光と太陽の南中高度の表示　・春分、夏至、秋分、冬至のそれぞれの地軸の傾きを表示

【留意点】
　地軸の傾きは、実際には同じ方向に一定の角度で傾いているのですが、ここでは傾きと太陽の南中高度の関係を理解しやすいように、傾きが変わるように表現しています。

Ｗｅｂ版実行ＰＣ版ＤＬ

使い方

　Web版はリンクをクリックするだけでPC、タブレット、スマートホンで実行できます。
　PC版は、windowsPCでのみ動作します。クリックしてzipファイルをダウンロード、それを解凍してできた「Earth」フォルダ内の「Earth.exe」ファイルをダブルクリックしてください。PC版はオフラインでも実行できます。
（※PC版を実行するとき、「WindowsによってＰＣが保護されました」という警告が出ることがありますが、「詳細情報」→「実行」とクリックしていくと実行できます。Web版を最初に実行するとき、黄色く「HTTP Response Header "Content-Type" …」というメッセージが現れることがありますが、少しすると消えますので問題ありません。）

③ 太陽のまわりを公転する地球と月

１年を通した太陽の南中高度の変化と、日食と月食の現象を理解するためのシミュレーション教材です。

　中学校３年理科の単元「地球と宇宙」で使える教材です。
　１年を通した太陽の南中高度の変化は、地球が地軸を傾けたまま太陽のまわりを公転していることから起こります。また、日食と月食の現象は、地球と月、太陽の位置関係によって起こります。

【操作】
　太陽のまわりを公転している地球（地軸は傾いたまま）と地球のまわりを公転している月が表示され、次のような操作を行うことができます。
・拡大・縮小、視点の変更　・地球の公転軌道の表示、非表示　・地軸の表示、非表示　・月の表示、非表示　・月の公転軌道の表示、非表示　・日食、月食現象の表示、非表示　・自転と公転の停止、再開　・観測者の表示、非表示　・太陽から地球方向を見たようすを表示　・地球から太陽の方向を見たようすを表示　・春分、夏至、秋分、冬至のときの地球の位置を表示

【留意点】
　地軸の傾きは正しく表示されています。地球と太陽、月の大きさの比率や距離、自転や公転速度は見やすいように変更しています。月の公転面は実際は傾いていますが、わかりやすいように水平にしています。そのため、日食、月食が毎回発生してしまうので、ON・OFFをボタンで切り替えてください。

Ｗｅｂ版実行ＰＣ版ＤＬ

使い方

　Web版はリンクをクリックするだけでPC、タブレットで実行できます。（スマートホンではできません）
　PC版は、windowsPCでのみ動作します。クリックしてzipファイルをダウンロード、それを解凍してできた「SunEarthMoon」フォルダ内の「SunEarthMoon.exe」ファイルをダブルクリックしてください。PC版はオフラインでも実行できます。
（※PC版を実行するとき、「WindowsによってＰＣが保護されました」という警告が出ることがありますが、「詳細情報」→「実行」とクリックしていくと実行できます。Web版を最初に実行するとき、黄色く「HTTP Response Header "Content-Type" …」というメッセージが現れることがありますが、少しすると消えますので問題ありません。）

④ 月の満ち欠け

月が地球のまわりを公転しているようすから、月の満ち欠けを理解するためのシミュレーション教材です。

　中学校３年理科の単元「地球と宇宙」で使える教材です。
　地球から月を見たときに、月が太陽から照らされた明るい面の見え方が、地球の周りを月が公転することで変わります。それによって月の形が変わって見えるという満ち欠けが起こります。

【操作】
　地球を公転している月が表示され、次のような操作を行うことができます。
・拡大、縮小、視点の変更　・自転と公転の停止、再開　・月の公転軌道の表示　・観測者（山形県）の表示、非表示　・地球から月の方向を見たときのようすを表示

【留意点】
　地球と月の大きさの比率は正しく表示していますが、距離は見やすいように変更してあります。月の自転速度は正しく表示していますが、地球の自転速度は見やすいように変更しています。月の公転軌道は太陽に対して常に水平になるようにしています。地軸の傾きは表示していません。日食、月食の現象は表示されません。

Ｗｅｂ版実行ＰＣ版ＤＬ

使い方

　Web版はリンクをクリックするだけでPC、タブレット、スマートホンで実行できます。
　PC版は、windowsPCでのみ動作します。クリックしてzipファイルをダウンロード、それを解凍してできた「Moon」フォルダ内の「Moon.exe」ファイルをダブルクリックしてください。PC版はオフラインでも実行できます。
（※PC版を実行するとき、「WindowsによってＰＣが保護されました」という警告が出ることがありますが、「詳細情報」→「実行」とクリックしていくと実行できます。Web版を最初に実行するとき、黄色く「HTTP Response Header "Content-Type" …」というメッセージが現れることがありますが、少しすると消えますので問題ありません。）

⑤ 惑星の見え方

地球から見える主な惑星の動きから、惑星の見え方が変化する理由を理解するためのシミュレーション教材です。

　中学校３年理科の単元「地球と宇宙」で使える教材です。
　太陽系の惑星は、太陽からの距離に応じて違う周期で公転しています。そのため、惑星を地球から見ると惑星までの距離や、太陽・惑星・地球の位置関係が変化します。その変化によって、惑星の見かけの大きさや、光っている面の見え方が変化するのです。

【操作】
　４つの惑星（水星・金星・地球・火星）が太陽のまわりを公転しているようすが表示され、次のような操作を行うことができます。
・拡大、縮小、視点の変更　・惑星の自転と公転の停止、再開　・惑星の公転軌道の表示、非表示　・指定した惑星を中心に表示　・指定した惑星から太陽の方向を見たようすを表示（これは、地球から見た金星の形や大きさの変化を理解するときに使います）

【留意点】
太陽と惑星の大きさは、見やすいように変更しています。ただ、惑星同士の大きさの比率は正しく表示しています。各惑星の公転軌道は、同一平面上とし、平均公転半径での円運動として表示しています。各惑星の平均公転半径の比率と公転周期の比率は正しく表示しています。太陽と各惑星の自転速度は、見やすいように変更しています。各惑星の自転軸の傾きは表示していません。（地球から金星を見るときに、地軸が傾いているとわかりにくくなるため）

Ｗｅｂ版実行ＰＣ版ＤＬ

使い方

　Web版はリンクをクリックするだけでPC、タブレット、スマートホンで実行できます。
　PC版は、windowsPCでのみ動作します。クリックしてzipファイルをダウンロード、それを解凍してできた「SolarSystem」フォルダ内の「SolarSystem.exe」ファイルをダブルクリックしてください。PC版はオフラインでも実行できます。
（※PC版を実行するとき、「WindowsによってＰＣが保護されました」という警告が出ることがありますが、「詳細情報」→「実行」とクリックしていくと実行できます。Web版を最初に実行するとき、黄色く「HTTP Response Header "Content-Type" …」というメッセージが現れることがありますが、少しすると消えますので問題ありません。）

⑥ ＤＮＡ複製アニメーション

細胞分裂の際、１本のＤＮＡからまったく同じもう１本のＤＮＡが複製されるときのようすを表したアニメーション動画教材です。

　高校生物基礎の単元「遺伝情報とDNA」や高校生物の単元「遺伝情報とその発現」などで使える教材です。また、中学校３年理科の単元「遺伝の規則性と遺伝子」でも発展的に使うことができます。
　動画を繰り返し再生モードで再生すると、ＤＮＡ複製が次々と進むように見えます。ＤＮＡを構成する原子は、炭素：灰色、酸素：赤色、水素：水色、窒素：青色、リン：緑色、としています。４種類の塩基（ＡＴＧＣ）の並びはランダムに配置していますが、結合する塩基（Ａ－Ｔ、Ｃ－Ｇ）は正しいペアになっています。

【留意点】
　原子間の距離はほぼ正しく表示していますが、原子の大きさは見やすいものにしています。ＤＮＡの複製には、ＤＮＡポリメラーゼなどの複数のたんぱく質が関わっていますが、ここでは表示していません。また、ＤＮＡが２本の鎖に分かれて塩基が結合していくところで、それぞれの鎖に逆の順序（向き）で塩基が結合していくのが正しいのですが、ここでは理解しやすいように同じ順序（向き）で塩基が結合していくようにしています。

動画ＤＬ

⑦ ＤＮＡアニメーション

ＤＮＡを構成する原子が振動しているようすを表したアニメーション動画教材です。

　動画を繰り返し再生モードで再生すると、振動し続けるように見えます。ＤＮＡを構成する原子は、炭素：灰色、酸素：赤色、水素：水色、窒素：青色、リン：緑色、としています。４種類の塩基（ＡＴＧＣ）の並びはランダムに配置していますが、結合する塩基（Ａ－Ｔ、Ｃ－Ｇ）は正しいペアになっています。

【留意点】
　原子間の距離は、正しいものに近く表示しています。原子の大きさは見やすいものにしています。振動の大きさはわかりやすいものにしています。

動画ＤＬ

⑧ 日食・月食

日食・月食は、まれにしか起こらない現象であることを理解するためのシミュレーション教材です。

　中学校３年理科の単元「地球と宇宙」で使える教材です。
　日食・月食の現象は太陽と地球、月の位置が一直線になったときに起こりますが、月の公転面が地球の公転面から傾いているため、太陽、地球、月が一直線になることはまれであり、日食・月食もまれにしか起こらない現象です。（教材③「太陽のまわりを公転する地球と月」でも日食・月食はシミュレートできましたが、この教材では月の公転面を傾けることでより現実に近いシミュレーションになっています。）

【操作】
　太陽のまわりを公転している地球と地球のまわりを公転している月が表示され、次のような操作を行うことができます。
・拡大・縮小、視点の変更　・地球の公転軌道の表示、非表示　・月の公転軌道の表示、非表示　　・自転と公転の停止、再開　・観測者の表示、非表示　・太陽から地球方向を見たようすを表示　・地球から太陽の方向を見たようすを表示　・日食、月食が起こるときの地球、月の位置を表示　・新月、満月が見えるときの地球、月の位置を表示

【留意点】
　地軸は傾けていません。地球と太陽、月の大きさの比率や距離、自転や公転速度は見やすいように変更しています。月の公転面の傾きは見やすいように変更しています。

Ｗｅｂ版実行ＰＣ版ＤＬ

使い方

　Web版はリンクをクリックするだけでPC、タブレットで実行できます。（スマートホンでは実行できません）
　PC版は、windowsPCでのみ動作します。クリックしてzipファイルをダウンロード、それを解凍してできた「Eclipse」フォルダ内の「Eclipse.exe」ファイルをダブルクリックしてください。PC版はオフラインでも実行できます。
（※PC版を実行するとき、「WindowsによってＰＣが保護されました」という警告が出ることがありますが、「詳細情報」→「実行」とクリックしていくと実行できます。Web版を最初に実行するとき、黄色く「HTTP Response Header "Content-Type" …」というメッセージが現れることがありますが、少しすると消えますので問題ありません。）

⑨ 水素原子の電子雲

原子核のまわりの電子の様子を立体的にとらえるための教材です。

　高校「化学基礎」の単元「原子の構造」の中で発展的に使える教材です。
古典力学的な原子モデルでは、電子は原子核のまわりをある軌道で回っているというイメージでしたが、現在の量子力学によれば、原子の中の電子の位置は「確率」でしかとらえることができない、というモデルに変わっています。そのモデルを可視化したものが「電子雲」で、水素原子の原子核のまわりにある１個の電子がその位置にみつかる確率を濃淡のある雲とみなして表現したものです。
　電子雲を表現するために、量子力学の「シュレーディンガー方程式」を解き、その結果得られた「波動関数」の値を３次元空間に投影していきます。その際、波動関数の等値面を半透明化して多数描画することで、電子雲の内部構造がわかるようにしています。また、電子の持つエネルギーが変化すると、主量子数ｎ、方位量子数ｌ、磁気量子数ｍによって電子雲はさまざまな形状の「軌道」をとります。（古典力学的モデルはなくなっても、s軌道、p軌道などの言葉はそのまま使われています）この教材では、その軌道の形状の変化をｎ、ｌ、ｍとの関係としてわかりやすく表形式にまとめて表示しています。

【操作】
　右の一覧表に各量子数に対応した電子雲が小さく表示されています。マウスのホイールでスクロールすると、下の方にある主量子数の大きい軌道まで見ることができます。
１つの電子雲をクリックすると、その電子雲が左側に３Ｄで拡大表示されます。それをマウスでドラッグすると見る角度を変えることができます。またマウスホイールで拡大縮小もできます。
タブレットＰＣやスマートホンでのタッチ操作も可能です。
説明ボタンをクリックすると説明パネルが表示されます。

【留意点】
　波動関数が正の値は赤色、負の値は青色で電子雲を表現しています。主量子数ｎが１～７まで計算して表示していますが、実際の原子にはない電子軌道は表示していません。
【参考】水素原子の図鑑：電子波動関数の可視化 (https://zenn.dev/shittoku_xxx/articles/dc13eb4c060a1c)

Ｗｅｂ版実行ＰＣ版ＤＬ

使い方

　Web版はリンクをクリックするだけでPC、タブレット、スマートホンで実行できます。
　PC版は、windowsPCでのみ動作します。クリックしてzipファイルをダウンロード、それを解凍してできた「HydrogenElectronCloud」フォルダ内の「HydrogenElectronCloud.exe」ファイルをダブルクリックしてください。PC版はオフラインでも実行できます。
（※PC版を実行するとき、「WindowsによってＰＣが保護されました」という警告が出ることがありますが、「詳細情報」→「実行」とクリックしていくと実行できます。Web版を最初に実行するとき、黄色く「HTTP Response Header "Content-Type" …」というメッセージが現れることがありますが、少しすると消えますので問題ありません。）

⑩ 地震の波の伝わり方

地震の波の伝わり方を、立体的に理解するためのシミュレーション教材です。

　中学校１年理科の単元「地震」で使える教材です。
　地下深くの震源で地震が起こると、「Ｐ波」（縦波）と「Ｓ波」（横波）が同時に発生し、震源を中心として球状に伝わっていきます。Ｐ波はＳ波より速度が大きいため先に伝わっていき、Ｓ波は遅れて伝わっていきます。そして、Ｐ波やＳ波が地表まで到達すると、それぞれの波が震央を中心として同心円状に広がっていきます。この教材は、このような地震の波の伝わり方を、立体的に理解するためのものです。

【操作】
　教材を実行すると、★印で示された震源から、Ｐ波とＳ波を表す球が広がっていくアニメーションが再生されます。球が地表に達すると地表にＰ波とＳ波の円が現れ、それらが同心円状に広がっていきます。さらに次のような操作を行うことができます。
・下の方にあるスライダーを左右にドラッグすると、見る角度を変えることができて、真横から見たり、真上から見たりすることができます。（アニメーションの再生中でも操作可能です）
・右上のボタンで次のことができます。
　「一時停止」「再生」：アニメーションの動きを止めたり再生したりできます。
　「最初から」：アニメーションを最初から再生します。
　「震源深く」「震源浅く」：震源の深さを変えることができます。震源が変わると自動的に最初から再生します。（アニメーションの再生中でも操作可能です）
・標準では地表に日本地図が表示されていますが、これを別な地図に変更することもできます。解凍してできた「earthquake」フォルダ内の「map.jpg」を別のjpg画像に置き換えてください。その際、ファイル名は必ず「map.jpg」にしてください。「map.jpg」が同一フォルダにない場合は、地表は緑色の格子で表現されます。

【留意点】
　z軸（上下方向）のスケールとxy軸（左右奥行）のスケールは同じでなく、理解しやすくするために調整してあります。地震波の速度も、理解しやすいように適度な速度に調整してあります。また、厳密には地震波の速度は深さによって変化しますが、ここでは変化させていません。
　処理速度の遅いＰＣでは、アニメーションがかなり遅くなりますがご了承ください。

ＰＣ版ＤＬ

使い方

　windowsPCでのみ動作します。「ＰＣ版ＤＬ」をクリックしてzipファイルをダウンロード、それを解凍してできた「earthquake」フォルダ内の「earthquake.exe」ファイルをダブルクリックしてください。初回実行時、「WindowsによってＰＣが保護されました」という警告が出ることがありますが、「詳細情報」→「実行」とクリックしていくと実行できます。「earthquake.exe」があれば、オフラインでも実行できます。

⑪ 地震の波の伝わり方(改良版)

「教材⑩地震の波の伝わり方」の改良版です。

　中学校１年理科の単元「地震」で使える教材です。
　地下深くの震源で地震が起こると、「Ｐ波」（縦波）と「Ｓ波」（横波）が同時に発生し、震源を中心として球状に伝わっていきます。Ｐ波はＳ波より速度が大きいため先に伝わっていき、Ｓ波は遅れて伝わっていきます。そして、Ｐ波やＳ波が地表まで到達すると、それぞれの波が震央を中心として同心円状に広がっていきます。この教材は、このような地震の波の伝わり方を、立体的に理解するためのものです。

【改良点】
・実行速度の向上　・画質の向上　・操作性の向上　・通常のwindowsPCだけでなく、タブレットPCやwindows以外のPCでもweb上で実行可能　・地震の速度やスケールが実際のものに近い　・特にこの教材では、2024年1月1日に発生した「能登半島地震」での震源の位置や深さでシミュレートできます。

【操作】
　教材を実行すると、●で示された震源から、Ｐ波(青)とＳ波(赤)を表す球が広がっていくアニメーションが再生されます。球が地表に達すると地表にＰ波とＳ波の円が現れ、それらが同心円状に広がっていきます。さらに次のような操作を行うことができます。
・マウスでドラッグすると、見る角度を変えることができます。また、マウスホイールでズームインアウトができます。
・右上のボタンで次のことができます。
　「一時停止」「再生」：アニメーションの動きを止めたり再生したりできます。
　「リスタート」：アニメーションを最初から再生します。
　「深さを設定してリスタート」：一番右上のスライダーで震源の深さを変えてからこのボタンをクリックします。
・初期設定での震源の深さを、能登半島地震の震源の深さである16kmにしています。
・スタートしてからの時間経過が表示されます。

【留意点】
　厳密には地震波の速度は深さによって変化しますが、ここでは変化させていません。教材を使用する際、能登半島地震を経験した生徒や被害を受けた関係者がいる場合には配慮が必要です。

Ｗｅｂ版実行ＰＣ版ＤＬ

使い方

　Web版はリンクをクリックするだけでPC、タブレット、スマートホンで実行できます。
　PC版は、windowsPCでのみ動作します。クリックしてzipファイルをダウンロード、それを解凍してできた「EarthquakeSim」フォルダ内の「EarthquakeSim.exe」ファイルをダブルクリックしてください。PC版はオフラインでも実行できます。
（※PC版を実行するとき、「WindowsによってＰＣが保護されました」という警告が出ることがありますが、「詳細情報」→「実行」とクリックしていくと実行できます。Web版を最初に実行するとき、黄色く「HTTP Response Header "Content-Type" …」というメッセージが現れますが、少しすると消えますので問題ありません。）

⑫ ＤＮＡ構築シミュレータ

塩基ペアが積み重なってＤＮＡが構築されていくことを理解するためのシミュレーション教材です。

　高校生物基礎の単元「遺伝情報とDNA」や高校生物の単元「遺伝情報とその発現」などで使える教材です。また、中学校３年理科の単元「遺伝の規則性と遺伝子」でも発展的に使うことができます。
　ＤＮＡは、４種類の塩基（Ａ:アデニンＴ:チミンＧ:グアニンＣ:シトシン）と、糖（デオキシリボース）、リン酸からできています。塩基・糖・リン酸が結合したものをヌクレオチドといい、塩基の種類に応じた４種類のヌクレオチドがあります。塩基は結合する相手が決まっていて、Ａ:アデニンとＴ:チミン、Ｇ:グアニンとＣ:シトシンが必ず結合しペアになります。ペアになった塩基（糖・リン酸も加わるとヌクレオチドのペア）が積み上がり、らせん状にねじれてつながったものがＤＮＡになります。
　この教材は、この塩基のペアを自由な順番で積み上げ、ＤＮＡを構築していくシミュレーション教材です。

【操作】
　画面上部に４つの塩基名が書いてあるボタンがあり、その中から１つ選んで（例えばＡ:アデニン）クリックすると、その塩基が選択され、それとペアになる塩基（Ｔ:チミン）と結合したものが表示されます。また、別の塩基を選ぶと、それとペアになった塩基が先ほどのペアの塩基の上に積みあがります。積みあがるときは、ＤＮＡのねじれが生じるように少し回転します。「塩基」ボタンを自由に選んでクリックするたびに次々と塩基ペアが積み重なってＤＮＡが構築されていきます。また、選択した塩基の履歴がＡＴＧＣの記号でボタンの下に表示されていきます。
・ＤＮＡの大きさや見る角度を変えたいときは、マウスのホイールやドラッグ（タブレットはピンチ、スワイプ操作）を使います。
・ＤＮＡを構成する５種類の原子は色で区別（炭素Ｃ：灰、窒素Ｎ：青、水素Ｈ：白、酸素Ｏ：赤、リン：橙）してあります。
・原子表示の大きさを変えたいときは、右にあるスライダーを上下させます。
・表示された塩基のすぐ上に、緑色で塩基の記号が表示されますが、「塩基名表示」のチェックを外すとそれが消えます。
・「自動回転」のチェックを入れると、ＤＮＡがゆっくり回転します。
・終了したいときは右上の「終了」ボタンをクリックします。

【留意点】
　実際にＤＮＡが複製されていくときには、ＤＮＡが２本の鎖に分かれ、それぞれにヌクレオチドが結合してできあがっていくわけですが、このシミュレータは、ＤＮＡの構造が理解しやすいように、ＤＮＡを構築していくというようなイメージで作りました。

Ｗｅｂ版実行ＰＣ版ＤＬ

使い方

　Web版はリンクをクリックするだけでPC、タブレット、スマートホンで実行できます。
　PC版は、windowsPCでのみ動作します。クリックしてzipファイルをダウンロード、それを解凍してできた「DNAbuild」フォルダ内の「DNAbuild.exe」ファイルをダブルクリックしてください。PC版はオフラインでも実行できます。
（※PC版を実行するとき、「WindowsによってＰＣが保護されました」という警告が出ることがありますが、「詳細情報」→「実行」とクリックしていくと実行できます。Web版を最初に実行するとき、黄色く「HTTP Response Header "Content-Type" …」というメッセージが現れることがありますが、少しすると消えますので問題ありません。）

⑬ 元素周期表

元素の周期表を表示し、すべての元素の詳しい情報を調べることのできる教材です。

　中学校２年理科の単元「化学変化と原子・分子」、高校化学基礎の単元「物質の構成」などで使える教材です。
「元素の周期表」は、118種類の既知の元素を原子番号（陽子の数）の順に並べ、化学的性質が似たものが同じ縦列（「族」）に並ぶように整理した表です。メンデレーエフが1869年に提唱し、横の行は「周期」、縦の列は「族」と呼ばれ、これらによって元素の性質（反応性や価電子数など）を一目で理解できる化学の基礎的な枠組みです。
　この教材では、この元素の周期表を表示するだけでなく、各元素の詳しい情報を知ったり、元素記号や元素名を覚えたりすることができます。

【操作】
・「一覧」ボタン：起動直後のカラーの一覧表示にもどします。
・「カラー／白黒」ボタン：カラーと白黒モードを切り替えます。
・「周期表の練習」：「記号→名」ボタンは、最初はすべて記号だけが表示され、クリックしたところに名前が表示されます。「名→記号」ボタンは、最初はすべて名前だけが表示され、クリックしたところに記号が表示されます。「空白→記号・名」ボタンは、最初はすべて原子番号だけが表示され、クリックしたところに記号と名前が表示されます。
・一覧表示で、各元素をクリックすると、詳細表示パネルが表示されます。表示される内容は、元素の分類名や融点・沸点などの化学的特性、用途や発見者、性質など、さらに、イメージ写真やボーア原子モデルと電子雲も表示され、基本的なことから発展的なことまで幅広い情報を得ることができます。
・全画面ボタン：画面いっぱいに表示したいときクリックします。もう一度クリックすると、元の大きさに戻ります。
・「終了」ボタン：終了するときクリックします。

Ｗｅｂ版実行ＰＣ版ＤＬ

使い方

　Web版はリンクをクリックするだけでPC、タブレットで実行できます。（スマートホンでも実行できますが、文字がかなり小さくなります）
　PC版は、windowsPCで動作します。クリックしてzipファイルをダウンロード、それを解凍してできた「PeriodicTable」フォルダ内の「PeriodicTable.exe」ファイルをダブルクリックしてください。PC版はオフラインでも実行できます。
（※PC版を実行するとき、「WindowsによってＰＣが保護されました」という警告が出ることがありますが、「詳細情報」→「実行」とクリックしていくと実行できます。Web版を最初に実行するとき、黄色く「HTTP Response Header "Content-Type" …」というメッセージが現れることがありますが、少しすると消えますので問題ありません。）

⑭ ブラックホールの重力レンズ効果

ブラックホールによる重力レンズ効果をシミュレートする教材です。

　高校地学基礎・地学の単元「恒星の進化」で使える教材です。また、中学校３年理科の単元「地球と宇宙」でも発展的に使うことができます。
　「ブラックホール」は、恒星の寿命が尽きたときなどに形成される、非常に大きな質量が極めて小さな領域に凝縮された天体です。
　アインシュタインの一般相対性理論では、巨大な質量をもつ天体は周囲の時空を大きく歪めることがわかっており、その歪みのために光ですら脱出することができません。ブラックホール表面の、光でも脱出できない境界を「事象の地平面」といい、その半径を、アインシュタインの重力方程式を初めて解いたシュヴァルツシルトにちなんで、「シュヴァルツシルト半径」といいます。
　ブラックホールの背後にある星や銀河から放たれた光が、ブラックホール周辺の歪んだ時空に沿って進み、レンズを通した時のように曲がって観測される現象を「重力レンズ効果」といいます。
　この教材では、このブラックホールの強大な重力によって光が曲がる「重力レンズ効果」を、数学的モデルに基づきリアルタイムに描画します。ここで扱うブラックホールは、太陽質量の50万倍～500万倍のもので、銀河系中心の超巨大ブラックホール（太陽の約400万倍）も再現できます。

【操作】
・右画面の中央の黒い球体がブラックホール。一番下のカメラ（観測者）で撮影した映像が左画面に表示されます。背景の天体が歪んで見えるのが重力レンズ効果です。
・右画面には複数の光線を表示し、ブラックホールによって曲げられているようすを表現しています。
・左画面でマウスのドラッグをすると、ブラックホールを上下左右に動かすことができます。（タブレット・スマホではスワイプ操作）
・マウスホイールを前後に回すことで、ブラックホールまでの距離を変えることができます。（タブレット・スマホでは２本指でのピンチ操作）
・現在のブラックホールまでの距離が右画面のカメラの左右に表示されます。左がkm単位、右がシュヴァルツシルト半径Rs単位です。また、右画面の両端に距離の目盛が両方の単位で表示されます。
・右画面にブラックホールの質量が太陽質量単位で表示されます。その近くにあるスライダーを上下すると、質量を変えることができます。
・右画面の「シュヴァルツシルト半径の円を表示」ボタンがあり、それをクリックすると、左画面のブラックホールの中心に赤い円が表示されます。これは、本当のブラックホールの大きさ（事象の地平面）を表しており、その周りの黒い円は強い重力で光の進路が曲げられてできる「ブラックホールシャドー」を表します。
・「背景画像」ボタンをクリックすると、選択パネルが開き、背景の画像を変えることができます。また、実行ファイルと同じところにある「Backgrounds」フォルダにお好みの画像（JPG、PNGのみ）を入れることで、画像リストに追加することができます。（WindowsPC版のみ）

【留意点】
・ここで扱うブラックホールのモデルは、回転のないシュヴァルツシルトブラックホールです。
・重力レンズ効果を厳密に計算するには、たいへん時間のかかるアインシュタインの重力方程式を解く数値計算が必要なので、距離や質量の変化と重力レンズ効果をリアルタイムに連動させるために、近似的な計算を用いています。
・右画面のブラックホールの球体は、見やすいように、実際のサイズより10倍大きく表示しています。また、光の進路はあくまでイメージであり、厳密なものではありません。
・実際のブラックホールにはその周囲に降着円盤がありますが、重力レンズ効果がわかりやすいように、降着円盤は省略しています。

Ｗｅｂ版実行ＰＣ版ＤＬ

使い方

　Web版はリンクをクリックするだけでPC、タブレットで実行できます。（スマートホンでも実行できますが、文字がかなり小さくなります）
　PC版は、windowsPCで動作します。クリックしてzipファイルをダウンロード、それを解凍してできた「BlackHole」フォルダ内の「BlackHole.exe」ファイルをダブルクリックしてください。PC版はオフラインでも実行できます。
（※PC版を実行するとき、「WindowsによってＰＣが保護されました」という警告が出ることがありますが、「詳細情報」→「実行」とクリックしていくと実行できます。Web版を最初に実行するとき、黄色く「HTTP Response Header "Content-Type" …」というメッセージが現れることがありますが、少しすると消えますので問題ありません。）

⑮ ブラックホールシミュレータ

ブラックホールとそのまわりの降着円盤をシミュレートする教材です。

　高校地学基礎・地学の単元「恒星の進化」で使える教材です。また、中学校３年理科の単元「地球と宇宙」でも発展的に使うことができます。この教材には科学的に高度な内容も含まれていますが、ブラックホールの外見を見るだけでも十分活用できると思います。
　※教材⑭に基本的な解説がありますので、そこを先に読むと理解しやすいと思います。
　ブラックホールの重力によって引き寄せられた物質は、吸い込まれる直前にブラックホールの周りを高速で回転しながら落ち込み「降着円盤」を形成します。
　ブラックホールの周りでは強力な重力のため光の進路が曲げられ、降着円盤のブラックホールの陰に隠れている部分が見えるようになります。また、降着円盤内の物質の回転速度が光速に近くなるため、光のドップラー効果により、観測者に対して近づいている側は青い色に見え、遠ざかる側は赤い色に見えます。
　実際のブラックホールは回転していると考えられ、その場合、静止している条件で解いたシュバルツシルト解では説明ができず、回転を含めた条件で解いた「カー解」（ロイ・カーが1963年に発見）によってはじめて説明ができるようになりました。カー解によるブラックホール（カー・ブラックホール）では、周囲の空間そのものが引きずられるため、ブラックホールの左右で空間の歪みが非対称となり、ブラックホールシャドーが円形でなく中心からずれたつぶれた形になります。
　カー・ブラックホールでは、事象の地平面の外側に「エルゴ領域」というものがあり、そこでの空間の回転は光速よりも速くなるため、光が逆方向に向かって進むことが不可能となる領域です。事象の地平面も２層に分かれておりそれぞれ異なった挙動をします。さらに、中心にある特異点は、リング状になっていると考えられています。
　この教材では、降着円盤を伴ったブラックホールが、重力レンズ効果やブラックホールの回転による効果によってどう見えるかを、カー解を使った数学的モデルに基づきリアルタイムに描画します。ここで扱うブラックホールは、太陽質量の３倍～５０倍のもの（恒星質量ブラックホール）です。

【操作】
・画面中央にブラックホールシャドーとその周りの降着円盤と背景の星空が表示されます。
・ブラックホールをマウスでドラッグすると、ブラックホールの向きを変えることができます。（タブレット・スマホではスワイプ操作）その際、ブラックホールの向きをわかりやすくするため、ガイドが表示されます。
・ブラックホール上でマウスホイールを前後に回すと、ブラックホールまでの距離を変えることができます。（タブレット・スマホでは２本指でのピンチ操作）右の操作パネルに距離が表示されます。（kmとシュバルツシルト半径Rs単位）
・操作パネルの「質量」スライダーで、ブラックホールの質量を変えることができます。（太陽質量単位）
・「スピン」スライダーで、ブラックホールの回転速度を変えることができます。（０＜ａ＜１で、０の時はシュバルツシルトブラックホールを表す）
・「降着円盤半径」スライダーで、降着円盤の半径をを変えることができます。0にすると、重量レンズ効果だけを見ることができます。
・「事象の地平面（回転しているときはエルゴ領域も）」「ドラッグ操作ガイド」の表示・非表示を切り替えられます。
・操作パネルの「精度レベル」スライダーで、計算する精度を変えることができます。ＰＣの性能によって表示が遅い場合は低い精度にしてください。

【留意点】
・ここで扱うブラックホールのモデルは、回転しているカー・ブラックホールです。
・ブラックホールの描画には光線追跡法を用いています。１本の光線の追跡にはアインシュタインの重力方程式のカー解を数値積分することによって求めていますので、かなり正確に表示できています。
・光のドップラー効果は、イメージとして理解しやすいように色を強調しています。
・カー・ブラックホールには事象の地平面が２層ありますが、ここでは外側のもののみ赤色で表示します。また、事象の地平面の外にできるエルゴ領域はオレンジ色で表示しています。
・降着円盤は実際にはもっと大きいと考えられますが、表示の都合上適度な大きさにしています。

Ｗｅｂ版実行ＰＣ版ＤＬ

使い方

　Web版はリンクをクリックするだけでPC、タブレットで実行できます。（スマートホンでも実行できますが、あまり操作性はよくありません。）
　PC版は、windowsPCで動作します。クリックしてzipファイルをダウンロード、それを解凍してできた「BlackHoleSim」フォルダ内の「BlackHoleSim.exe」ファイルをダブルクリックしてください。PC版はオフラインでも実行できます。
（※PC版を実行するとき、「WindowsによってＰＣが保護されました」という警告が出ることがありますが、「詳細情報」→「実行」とクリックしていくと実行できます。Web版を最初に実行するとき、黄色く「HTTP Response Header "Content-Type" …」というメッセージが現れることがありますが、少しすると消えますので問題ありません。）

⑯ 科学講話「ブラックホール」

「ブラックホール」をテーマにした科学講話用のスライドです。

　中学校３年の単元「地球と宇宙」の最後に発展的な内容として行った科学講話で使ったパワーポイントのスライドです。高校でも使えます。
　講話の内容は中学校レベルから高校、大学レベルまでとかなり幅広いものになっていますが、すべての理解はできなくとも少しでも興味・関心を高められたら、という思いで行った講話です。

pptxＤＬ

使い方

　説明の後にpdfデータが自動で表示されるので、スライド内容を確認するときはこれをご覧ください。（スマホのブラウザによってはpdfデータが自動で表示されない場合があります。その場合は「開く」というボタンをクリックしてください。）
　このpdfデータをダウンロードしたいときは、pdf表示のすぐ上にあるダウンロードボタンをクリックしてください。
　実際に講話で使用したパワーポイントデータ（pptx）も「pptxＤＬ」ボタンをクリックすることでダウンロード可能です。講話内容もノートに入っていますので、修正してご自由にお使いください。

⑰ 科学講話「ＤＮＡ」

「ＤＮＡ」をテーマにした科学講話用のスライドです。

　中学校３年の単元「遺伝の規則性と遺伝子」の最後に発展的な内容として行った科学講話で使ったパワーポイントのスライドです。高校でも使えます。
　講話の内容は中学校レベルから高校レベルまでと幅広いものになっていますが、すべての理解はできなくとも少しでも興味・関心を高められたら、という思いで行った講話です。

pptxＤＬ

使い方

⑱ 銀河シミュレータ

銀河内の天体の動きをダークマターの重力を含めたＮ体問題として数値計算で解くことで、銀河の形の変化や回転速度をシミュレートできる教材です。

　高校地学基礎・地学の単元「宇宙の構造」や中学校３年理科の単元「地球と宇宙」で、発展的に使うことができます。この教材には大学レベルの内容も含まれていますが、銀河が回転するアニメーションとして十分活用できます。
　銀河は数千億もの恒星やチリやガスの集団です。それらの天体が互いの重力で引き合い、銀河の中心を回る公転運動をすることで、大きなものでは直径が数十万光年にもなる円盤状の大きな集団を形成しています。
　銀河の中の恒星の回転速度を調べてみると、恒星などの見える天体の質量から計算した速度より、はるかに大きな速度で回転していることがわかりました。銀河の形が保たれるためには、銀河の質量はもっと大きなものでなければいけません。そこで提唱されたのが「ダークマター（暗黒物質）」です。この目に見えない未知の物質ダークマターが存在すると仮定して計算すると、銀河の回転速度を説明できるのです。そして、その量は通常の物質の５～９倍もあると考えられています。ダークマターの正体が何であるのか、現在もまだ解明されていません。
　この教材では、銀河を数千～数万個の質点の集合と考え、それらの質点同士にはたらくのすべての重力を計算し、個々の質点がその重力によってどのような運動をするかをニュートンの運動方程式を数値積分することで求めます。（これを「Ｎ体問題」といいます。）そしてさらにダークマターの重力も加えた計算も行い、個々の質点が動きまわる銀河の姿を描画します。また、質点の銀河の中心からの距離と回転速度の関係を示すグラフも表示することで、ダークマターの有無による回転速度の比較ができるようにしてあります。
【操作】
・画面右側にある操作パネルの中の各種スライダーで銀河の初期条件の設定を行い、「星配置」ボタンを押すと、画面左に銀河が表示されます。
・「銀河の可視質量」と「銀河半径」は、標準的な銀河での質量と半径から計算し、連動して変わるようにしています。
・アプリ実行直後の初期値は、天の川銀河に合わせてあります。
・「時間ステップ」は数値積分の際のステップで、「星の数」は銀河内をいくつの質点で計算するかを決めます。ステップ小さいほど、質点の数が多いほど正確に計算しますが、計算に時間がかかりますのでＰＣの性能に応じて調整してください。
・銀河を表示した後、「開始／停止」ボタンを押すと計算を開始し、銀河が回転を始めます。また、同じボタンをクリックすると停止します。（銀河をクリックしても同じ動作をします。）
・銀河の下に、計算開始からの経過時間を万年（億年）単位で表示します。
・銀河上でマウスホイールを回転させると、銀河の表示を拡大縮小することができます。（タブレットの２本指でのピンチ操作でも同じ動作をします）
・「回転速度グラフ」ボタンを押すと、回転速度のグラフが表示されます。グラフの横軸は銀河表示と連動しています。
・「再計算」ボタンを押すと、同じ初期条件での計算前の銀河表示にもどります。
・「計算終了」ボタンで計算が終了し、初期条件が変更できるようになります。
・「詳細設定」ボタンは、微調整のためのパネルが開きます。（説明は省略します。）
【留意点】
・実際の銀河は数千億個もの恒星で構成されていますが、このモデルではＰＣで計算可能な数千～数万個の質点として計算しているので、あくまでも近似的なものです。
・銀河の厚みはないものとして、２次元で計算しています。
・個々の質点の質量は銀河の質量を個数で割った値で、等しい質量を持っているとして計算しています。
・計算開始時点での、質点の銀河内の初期位置については、実際の銀河の分布に近くなるように調整しています。また、初期速度は、その質点の位置での重力ポテンシャルを計算し、遠心力とのバランスが取れるようにしています。
・ダークマターが０のときと、ダークマターが多いときでそれぞれ実行し、回転速度を比較するとその違いがよく分かります。ちなみに、天の川銀河の場合、中心から約2万7000光年の距離（太陽系の位置）での回転速度は約240km/sです。

Ｗｅｂ版実行ＰＣ版ＤＬ

使い方

　Web版はリンクをクリックするだけでPC、タブレットで実行できます。（スマートホンでは実行できません）
　PC版は、windowsPCで動作します。クリックしてzipファイルをダウンロード、それを解凍してできた「GalaxySim」フォルダ内の「GalaxySim.exe」ファイルをダブルクリックしてください。PC版はオフラインでも実行できます。
（※PC版を実行するとき、「WindowsによってＰＣが保護されました」という警告が出ることがありますが、「詳細情報」→「実行」とクリックしていくと実行できます。Web版を最初に実行するとき、黄色く「HTTP Response Header "Content-Type" …」というメッセージが現れることがありますが、少しすると消えますので問題ありません。）

⑲ 銀河衝突シミュレータ

２つの銀河の動きをダークマターの重力を含めたＮ体問題として数値計算で解くことで、銀河の衝突のようすをシミュレートできる教材です。

　高校地学基礎・地学の単元「宇宙の構造」や中学校３年理科の単元「地球と宇宙」で、発展的に使うことができます。この教材には大学レベルの内容も含まれていますが、銀河が衝突するアニメーションとして十分活用できます。
　隣り合っている銀河はお互いの重力によって次第に引き合い、衝突することがあります。衝突の際はそれぞれの銀河を構成する数千億もの恒星やガス、ダークマターなどの重力が相互作用して、銀河の形が複雑に変化します。
　この教材では、衝突する２つの銀河を数千～数万個の質点の集合と考え、それらの質点同士にはたらくのすべての重力を計算し、その重力による質点の運動を、ニュートンの運動方程式を数値積分することで求めます。（Ｎ体問題）さらに、そこにそれぞれの銀河の周りにある２つのダークマターによる重力も加えて計算し、銀河が衝突するようすを描画します。
【操作】
・画面右側にある操作パネルの中の各種スライダーで銀河Ａの初期条件の設定を行います。
・「可視質量」と「半径」は、標準的な銀河での質量と半径から計算し、連動して変わるようにしています。
・アプリ実行直後の初期値は、天の川銀河に合わせてあります。
・「時間ステップ」は数値積分の際のステップで、「星の数」は銀河内をいくつの質点で計算するかを決めます。ステップ小さいほど、質点の数が多いほど正確に計算しますが、計算に時間がかかりますのでＰＣの性能に応じて調整してください。
・「詳細設定」については説明を省略します。
・「銀河Ｂ配置」ボタンを押すと、画面左に銀河Ａ（青）と銀河Ｂ（赤）のモデルが表示され、右側にある操作パネルで、銀河Ｂの初期値を決めます。銀河モデルの大きさは設定した半径が反映されています。
・「位置」「角度」「速度Vx,Vy」「速度Vz」の各ボタンを押し、モデルをマウスで操作し初期値を決めます。マウスのホイールで図の拡大縮小ができます。
・「計算実行」ボタンで、実行モードに切り替わります。操作パネルの「開始／停止」ボタンで計算が始まり、もう一度押すと停止します。描画エリアでマウスをクリックしても開始・停止ができます。
・描画エリアの下に、開始してからの経過時間が表示されます。
・一時停止している間、描画エリアのドラッグで角度をかえ、ホイールで拡大縮小できます。
・「再計算」ボタンは、同じ条件で計算を最初から始めることができます。「座標軸」ボタンで表示・非表示を変えます。
・初期条件を変えたいときは、「銀河Ｂ配置」「初期設定」ボタンでもどります。
【留意点】
・実際の銀河は数千億個もの恒星で構成されていますが、このモデルではＰＣで計算可能な数千～数万個の質点として計算しているので、あくまでも近似的なものです。
・銀河の厚みはないものとして初期位置を決めていますが、計算は３次元で行っています。
・個々の質点の質量は銀河の質量を個数で割った値で、等しい質量を持っているとして計算しています。
・計算開始時点での、質点の銀河内の初期位置については、実際の銀河の分布に近くなるように調整しています。また、初期速度は、その質点の位置での重力ポテンシャルを計算し、遠心力とのバランスが取れるようにしています。
・銀河Ｂの質量や位置、角度、速度を変えることによって、様々な衝突のパターンが現れてきます。また、ダークマターの量によっても変化します。

Ｗｅｂ版実行ＰＣ版ＤＬ

使い方

　Web版はリンクをクリックするだけでPC、タブレットで実行できます。（スマートホンでは実行できません）
　PC版は、windowsPCで動作します。クリックしてzipファイルをダウンロード、それを解凍してできた「GalaxyCollision」フォルダ内の「GalaxyCollision.exe」ファイルをダブルクリックしてください。PC版はオフラインでも実行できます。
（※PC版を実行するとき、「WindowsによってＰＣが保護されました」という警告が出ることがありますが、「詳細情報」→「実行」とクリックしていくと実行できます。Web版を最初に実行するとき、黄色く「HTTP Response Header "Content-Type" …」というメッセージが現れることがありますが、少しすると消えますので問題ありません。）

⑳ 流体シミュレータ

物体の周りを流れる水や空気などの流体の動きを数値計算で解くことで、リアルタイムにシミュレートできる教材です。

　流体について本格的に学ぶのは大学の工学部ですが、中学・高校でも身の回りの現象として発展的に使うことができます。
　水や空気のような流れる物体を「流体」といい、流体の動きや圧力の変化を研究する分野を「流体力学」といいます。流体の動きや状態を表す方程式を「ナビエストークス方程式」といい、それを解くことで流体の動きを調べることができます。しかし、その方程式を厳密に解く方法は今現在も見つかっておらず、数値計算による近似としてしか解く方法はありません。
　そこで、この教材は、ナビエストークス方程式を数値計算で解くことで流体の動きをリアルタイムに表示します。具体的には、空間に配置した数万個の格子点について、その位置での圧力を計算し、空間に置いた数万個の流体の粒子について、その位置での粒子にはたらく力から粒子の加速度を求め、粒子の次の時間での位置を決める、という方法で粒子を動かします。
【操作】
・画面右側にある操作パネルの中の各種スライダーで初期条件の設定を行います。
・「物体形状」で流体の中に置く物体の形を変えられます。楕円、長方形、ひし形、翼形から選び、「変形」で形を変えたり、「回転」で回転させたりできます。
・「物体大きさ」で大きさを変えられますが、マウスのホイールやタブレットのピンチ操作でも変えられます。
・「表面摩擦」「流体速度」「流体粘性」「流体密度」で、それぞれの状態を設定できます。
・「総粒子数」で画面に表示する粒子の数を決めます。粒子が多いほど細かい動きがわかりますが、計算時間がかかります。
・「画面スケール」で画面の表示範囲を変えることができます。
・「時間ステップ」で、計算の細かさを調整します。ステップを小さくするほど正確な動きを表示できますが、計算時間がかかります。
・「開始／停止」ボタンで、計算開始・停止ができます。流体上でのマウスのクリックやタブレットのタップでも可能です。計算中でも設定を変えられるものあります。
・「再計算」ボタンで、同じ条件で最初から計算を始められます。または、スライダーで設定を変えられます。
・「水」「空気」ボタンは、設定値を水と空気の値にすることができます。
・「圧力可視化」ボタンで、流体中の圧力を色で表示します。圧力が高いほど赤く、低いほど青く表示されます。
・計算中、停止中に物体をマウスドラッグ（タブレットでスワイプ）すると、物体の位置を移動させることができます。
・描画エリアの右上に、開始してからの経過時間が、左下にスケールが表示されます。
【留意点】
・計算はあくまで近似的なものです。計算の手法としては「PIC/FLIP法」「投影法」「ヤコビ法」などを使っています。
・流体は「非圧縮流体」を基本としていますが、低速であれば空気などの圧縮流体でも近似的に扱えるので、一緒に扱っています。
・パラメータをうまく調節すると、物体の後方に「カルマン渦」を作り出すことも可能です。
・翼形で圧力を可視化すると、翼の上が青（圧力低）、下が赤（圧力高）になることで、上向きの揚力が発生する理由を説明することができます。

Ｗｅｂ版実行ＰＣ版ＤＬ

使い方

　Web版はリンクをクリックするだけでPCやタブレット、スマートホンでも実行できます。
　PC版は、windowsPCで動作します。クリックしてzipファイルをダウンロード、それを解凍してできた「FluidSim2D」フォルダ内の「FluidSim2D.exe」ファイルをダブルクリックしてください。PC版はオフラインでも実行できます。
（※PC版を実行するとき、「WindowsによってＰＣが保護されました」という警告が出ることがありますが、「詳細情報」→「実行」とクリックしていくと実行できます。Web版を最初に実行するとき、黄色く「HTTP Response Header "Content-Type" …」というメッセージが現れることがありますが、少しすると消えますので問題ありません。）

㉑原子核図鑑

陽子と中性子の数を変えたときのさまざまな原子核をイメージ表示できる教材です。不安定な原子核では複数の崩壊パターンを見ることができます。

　高校物理の単元「原子の構造」「原子核」や中学校２年理科の単元「物質のつくり」、中学校３年理科の単元「水溶液とイオン」「科学技術と人間」で使うことができます。
　原子核は、物質をつくる最小単位である「原子」の中心にある小さな芯です。原子を野球場にたとえると、原子核はその中心に置かれた「一粒の米」ほどの大きさしかありません。しかし、原子の重さの99.9％以上がこの芯に集中しています。
　中身はプラスの電気を持つ「陽子」と、電気を持たない「中性子」でできており、陽子の数によってその原子核を持つ原子の「原子番号」が決まり、水素か酸素かといった元素の種類が決まります。
　同じ数の陽子を持っている原子核でも、中性子の数によって原子核の種類「核種」が異なります。現在、約3300種類もの核種が見つかっており、それぞれの性質が調べられています。
　核種を表すとき、元素名（元素記号）のあとに陽子+中性子の数（「質量数」という）をつけて、「ウラン238」（U-238）などとします。
　身の回りの物質を形づくる原子核はほとんどが安定なものですが、なかには不安定な原子核もあって、その原子核はやがて崩壊し、他の原子核に変化していきます。
　崩壊のパターンには、α線（ヘリウムの原子核）を放出する「アルファ崩壊」、β線（電子）を放出する「ベータ崩壊」、複数の核に分裂する「核分裂」などがあります。
　どれくらいの頻度で崩壊するのかを表すのが「半減期」で、半分の数の原子核が崩壊するまでの時間を表します。例えば、半減期10年であれば、10年たつと最初の原子核の半分が別の原子核に変わっているということです。
　崩壊パターンによって、どの原子核に変わるかは決まっていて、例えばウラン238がアルファ崩壊すると、陽子、中性子がともに２つ減り、トリウム234になります。
　この教材では、陽子と中性子の数を入力すると、それに該当する原子核モデルとその周りにある電子モデルを画面に表示し、さらにその原子核が持つ性質（安定性、半減期、崩壊パターンなど）を表示します。さらに、不安定な原子核の場合、崩壊の様子もアニメーションで表現します。
　【操作】
・画面右側にある操作パネルの中の「陽子」スライダーと「中性子」スライダーでそれぞれの数を設定すると、そのときの原子核が左の描画エリアに表示され、右のパネルにその性質等が表示されます。（陽子スライダーを動かすと、その陽子数の核種の中でもっとも安定な中性子数が自動的に選ばれるようになっています。）
・原子核のまわりに陽子数と同じ数の電子が表示されます。電子はボーア模型とし、電子殻ごとに原子核からの半径を決めて回転します。また、そのときの電子配置も情報として表示されます。
・「電子表示／非表示」ボタンで、電子の表示・非表示を切り替えられます。
・原子核の表示は、マウスのホイール（タブレットのピンチ）で拡大縮小ができ、マウスのドラッグ（タブレットのスワイプ）で見る角度を変えられます。
・安定な原子核を選ぶとそのまま変化しませんが、不安定な原子核を選んだ場合は崩壊が始まります。崩壊の種類は、「アルファ崩壊」、「ベータ崩壊」、「自発核分裂」、「電子捕獲」、「陽子放出」、「中性子放出」です。どの崩壊が始まるかは、原子核の情報にある確率に従います。（崩壊パターンがわかっていない、あるいはデータベースにない原子核は、バラバラに飛散するアニメーションになります。）
・何度も崩壊を繰り返すと、最後に安定な原子核に達することがあり、この過程を「原子核崩壊連鎖（放射性崩壊系列）」といいます。（例：「ウラン系列」ウラン238⇒鉛206）　この教材ではこの過程がわかるように、崩壊が起こる度にその履歴を左上に表示します。別の核種を選ぶとリセットされます。
【留意点】
・原子核や電子、崩壊の様子は、わかりやすいモデルで表しており、その大きさの比率や動き方はあくまでもイメージです。
・ベータ崩壊の際、反電子ニュートリノが放出されますが、それは表示していません。
・本教材の原子核のデータはすべて、IAEA（国際原子力機関）の核データセクションが提供しているデータベース「Livechart of Nuclides」をもとにしています。

Ｗｅｂ版実行ＰＣ版ＤＬ

使い方

　Web版はリンクをクリックするだけでPCやタブレット、スマートホンでも実行できます。
　PC版は、windowsPCで動作します。クリックしてzipファイルをダウンロード、それを解凍してできた「AtomicNucleus」フォルダ内の「AtomicNucleus.exe」ファイルをダブルクリックしてください。PC版はオフラインでも実行できます。
（※PC版を実行するとき、「WindowsによってＰＣが保護されました」という警告が出ることがありますが、「詳細情報」→「実行」とクリックしていくと実行できます。Web版を最初に実行するとき、黄色く「HTTP Response Header "Content-Type" …」というメッセージが現れることがありますが、少しすると消えますので問題ありません。）