どうして、豆電球は光るの？

温度が高くなって、光を出しているんです

こんにちは、みんなの科学研究所の蛯原ようすけと申します。

おとなとこどものやさしい理科と科学のブログです。

豆電球を乾電池につなぐと光りますね。
豆電球をよく見てみると、中に細い糸みたいなものがあって
それが光っていますね。

電気を通すモノはほかにもあるけれど、
豆電球のように光らないモノもあります。

豆電球はどうして光るのでしょうか。
ちょっと詳しく知りたくなりますね。

豆電球を乾電池につなぐと光るのは、
電気抵抗（でんきていこう）という、
電気の流れをじゃやまする性質と関係があります。

ちょっと電気抵抗（でんきていこう）について見てみます。

そのためには、電気が流れるモノの中をちょっと詳しく見てみます。

豆電球の中の糸のようなモノは細～い金属でできています。

金属をどんどん分解していくと、ミクロの原子（げんし）という粒になります。

金属は、たくさんのミクロの原子（げんし）とがきちんと並んで集まって
かたまりになっているんですね。

さらに原子（げんし）の中を分解してみると、
中心に原子核（げんしかく）という体重の重たい粒がいます。

原子核（げんしかく）はプラスの電気をもっています。

原子核（げんしかく）の周りを、
体重のかるい電子（でんし）という粒が飛び回っています。

電子（でんし）はマイナスの電気を持っています。

豆電球を乾電池につなぐと、
乾電池のプラス極→豆電球→乾電池のマイナス極がつながって、
一周する通りみちができます。

この一周する通りみちには、乾電池の持っている電気のエネルギーが通っています。
一周する通りみちは、電気のエネルギーが、
乾電池のプラス極→豆電球→乾電池のマイナス極へと運ばれていく道なんですね。

この一周する通りみちのことは、回路(かいろ)と名前がついています。
回路(かいろ)のほうが、カッコいい名前ですね。

電気のエネルギーが回路(かいろ)を通って運ばれてくると、
豆電球の金属の中にいる電子（でんし）の粒が、電気のエネルギーを受け取ります。

電子（でんし）は、電気のエネルギーを受け取って、元気に動き回るようになります。
なんだか私たちが、食べ物をたべて運動するのとよく似ていますね。

電子（でんし）は、乾電池から運ばれてきた電気のエネルギーを、
自分が動き回るためのエネルギーに変えてしまうんですね。

そうすると、

電子（でんし）はマイナスの電気をもっていたので、
プラスの電気のほうにひかれて、
乾電池のプラス極の方向へ向かって動き始めます。

電気のプラスとマイナスの間には、引き合う性質があるんですね。

なんにもじゃまするモノがないと、電子（でんし）はスイスイと
乾電池のプラス極の方向へ向かって動くことができます。

ところが、

原子（げんし）の中にいる原子核（げんしかく）にじゃまされてしまいます。

原子核（げんしかく）はプラスの電気をもっているので、
動いてきたマイナスの電気をもつ電子（でんし）を引き寄せてしまうんですね。

だから、電子（でんし）はちょっと動くと、原子核（げんしかく）につかまりそうになって、
またちょっと動くと原子核（げんしかく）につままりそうになって・・・と繰り返しながら
動いていくことになります。

こうやって、電子（でんし）が動いていくのをじゃまする現象のことを
電気抵抗（でんきていこう）と呼んでいるんですね。

電気抵抗（でんきていこう）は、原子核（げんしかく）が、
電子（でんし）が動いていくのをじゃますることだったんですね。

さて、
電子（でんし）は乾電池からの電気エネルギーを
自分が動くためのエネルギーに変えていたのでエネルギーをもっています。

でも、原子核（げんしかく）につかまりそうになって、
動いてこうとするのを無理やりじゃやまされてブレーキがかかってしまいます。

そうすると、

電子（でんし）は持っていたエネルギーを熱のエネルギーに変えてしまいます。

こうやって、電子（でんし）が動いていくのをじゃますると、
熱が出て、熱くなるようになります。

私たちも走っているときに、急に止まろうとすると、
なにかにぶつかるしかありませんね。

そうやって私たちも走るために使っていたエネルギーを、
なにかにぶつかって痛い思いをするエネルギーに変えてしまうんですね。

さてさて、
豆電球のなかの糸のような金属のところは、
どんどん熱が出て、とても熱くなってきます。

熱くなった金属からは、光がでてくるようになります。
溶けた鉄が赤く見えるのも、温度が高い鉄が光をだしているからなんですね。

豆電球が光るのは、糸のような金属のところの温度が高くなって、
光を出すようになったからなんですね。

豆電球の中では、いろんなことが起きているんですね。おもしろいですね。

【みんなの科学研究所】　理念：好奇心から生まれるしあわせ

蛯原ようすけ　

メールアドレス　minna.no.kagaku@gmail.com