身近なところに科学を感じる方法 ・ 葉の形

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はじめに

Photo by おかふく
子供に理科・数学好きになってもらいたいと思っていてもなかなか、科学を身近に感じがたいところです。 簡単で、数式と自然界の形につながりを感じる方法のひとつに、葉の形に注目することがあります。 とても身近にある葉にも、大人も子供と一緒に、「自然界の摂理とは不思議なものだ。」と感心すること間違いなし!

STEP1

道に生えている草木の葉をよく見てみてると、葉の形はもちろん、やわらかい、かたい、などの質感にも様々なものがあります。 しかし各々の植物には、意外と生え方や枚数に規則性(一定の決まり)を見出せます。 ひとつの枝に生える葉の枚数が3枚、8枚、12枚など決まっているものや、全体と部分が同形態(同じ形)であるものです。

STEP2

一部分を切り取って拡大すれば、全体の像と基本的に同じ形というものは、自己相似形と呼ばれます。 これは専門用語で「フラクタル」と呼ばれ、さらに”その切り取った部分の一部を切り取っても、果てしなく同じような形を繰り返す”特徴があります。

STEP3

このフラクタルの例として、よく知られているのが、シダ植物類の葉、海岸線、枝分かれした樹木、アンモナイトなどの形で、簡単な数式をプログラムで繰り返し描画させることで、自然界に見られるものと同じ形が得られます。(WEB検索すると様々な例が掲載されています。) 高校生以上くらいになると、フリーソフトのプログラムを使って、自分でフラクタル模様を描画させることも可能なので、自然界の形状と比較するとさらに興味深く感じられ、科学を親近感を持てますよ。

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