科学ワーク

科学を、計算と図で確かめる

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中学・高校の基礎から、大学初級・実務計算まで。計算と図で、科学の関係を視覚的に確かめるツール集です。

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学習テーマ

予想して、図で確かめる

基礎のツールから進み、値を一つ変えて比べます。各ツールで指定値を入力し、計算してください。

波と光：縞の間隔を比べる

波長と干渉縞のつながりを、同じ目盛の図で確かめます。

  1. 波の速さ・周波数・波長
  2. 二重スリット・干渉縞

二重スリットを開き、λ = 400 nm、d = 0.25 mm、L = 1 mで計算。次はλだけを600 nmに変えて再計算します。縞の間隔は何倍になるでしょう？

計算後に解説を読む

1.6 mmから2.4 mmへ、1.5倍になります。Δy = λL/dなので、dとLが同じなら間隔は波長に比例します。固定目盛で、縞と曲線の山が広がることを確認しましょう。

混合気体：圧力と割合を分けて見る

全圧の大きさと、各成分の割合は別の量です。

  1. 気体の状態方程式
  2. 混合気体・分圧

分圧計算でA/B/Cを2/1/1 mol、全圧100 kPaとして計算。次は全圧だけを200 kPaに変えます。分圧、粒子の割合、バーの比率はそれぞれどうなるでしょう？

計算後に解説を読む

分圧は50/25/25 kPaから100/50/50 kPaへ2倍になります。モル分率は0.5/0.25/0.25のままなので、粒子図とバーの比率は変わりません。反応しない理想気体のモデルです。

集団の遺伝：Aaが最も多くなるのは？

2親の組合せと集団の平衡モデルを区別して、頻度曲線を読みます。

  1. 2親からの遺伝の組合せ
  2. 集団の遺伝子頻度と平衡

平衡計算でN = 100を保ち、pを0.2、0.5、0.8としてそれぞれ計算します。Aaの頻度が最大になるのはどこでしょう？

計算後に解説を読む

Aaは32%、50%、32%。p = q = 0.5で2pqが最大になります。図では破線の山を確認します。これは理想的な集団の平衡モデルで、特定の2親から生まれる子の予測ではありません。

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今すぐ使える100ツール

入力した値と計算結果を、短い説明やCanvasの図で確認できます。

使い方

4つの手順で試す

  1. 1

    知りたい分野を選ぶ

    分野一覧から、近いテーマのツールを探します。

  2. 2

    値を入力する

    単位を確かめて、必要な値を入力します。

  3. 3

    結果を計算する

    式と結果を見て、入力との関係を確認します。

  4. 4

    図で見くらべる

    対応するCanvasがあるツールでは、動きと数値を見くらべます。

サイトの考え方

短く、確かめやすく

調べる

用語や単位を確認し、次に試す計算を選べます。

計算・換算する

入力値、式、結果を同じ画面で見くらべます。

可視化・分析する

必要なツールでは、数値と図の関係を確かめられます。

データと方法

前提と式を短く示し、結果を自分で追えるようにします。