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ブログ記事
どうして、ダウンは暖かいの？
羽毛のひとつひとつの間にたくさんの空気がつかまえられているんです
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。
寒い季節には、たくさん服を着ますね。
たくさん服を着て体温が逃げていかないようにして
暖かくするんですね。
ところで、羽毛をつかったダウンジャケットなどの服を着ると
そんなに厚着しなくても、暖かくなると感じます。
ダウンジャケットは軽くて、厚着しなくても暖かいので
とても便利ですね。
ダウンジャケットがどうしてこんなに暖かいのか
ちょっと詳しくしりたくなりますね。
ダウンジャケットが暖かいのは、中に入っている羽毛が
空気をたくさんつかまえているからなんです。
空気は分解していくと、目に見えないミクロの粒々になります。
粒々のことは、かっこよく空気分子（ぶんし）と名前がついています。
空気分子（ぶんし）は、熱のエネルギーを食べると、
あっちこっちへと元気に動き回るようになる性質があります。
熱のエネルギーを食べて、
自分が動き回る運動のエネルギーに変えてしまうんですね。
ちなみに、
私たちも、食べ物を食べて、熱のエネルギーを食べて
動き回る運動のエネルギーに変えています。
さて、
空気分子（ぶんし）が元気に動き回っているとき、
私たちは温度が高いと感じて、暖かいと感じます。
温度は何かといわれると、う～ん、何か得体のしれない何かとなってしまいますね。
空気分子（ぶんし）の元気具合が分かるようにしたモノ見るものなんですね。
空気分子（ぶんし）が元気とか元気がないというより、
温度が高い、低いといったほうがわかりやすいですね。
さてさて、
ダウンジャケットの中にある羽毛は、いっぱい小さいすき間があって
空気分子（ぶんし）をたくさんつかまえています。
さらに、ダウンジャケットの中では羽毛がたくさんあって
ダウンジャケット全体でみると
ダウンジャケットの中にたくさんの空気分子（ぶんし）
をつかまえています。
空気分子（ぶんし）をつかまえるというと、
クサリで空気分子（ぶんし）をつないで
動けないようにしているイメージを思い浮かべますね。
現実の羽毛の中にはクサリがなくて、
羽毛の間にたくさんの小さいスキマが開いています。
たくさんの羽毛の小さいスキマの中で
自由に空気分子（ぶんし）が動き回れるようにしているんだけれど、
スキマが小さいのですぐに空気分子（ぶんし）は、羽毛にぶつかって、
はね返ってくる回数が多くなって、
あんまり外に逃げていかないというイメージです。
それで、結局、
空気分子（ぶんし）はあんまり外に逃げていかないで、
羽毛のスキマをあっちこっちへと自由に動いているんですね。
これで、空気分子（ぶんし）がつかまえられたという感じになているんですね。
ダウンジャケットを着ると、
ダウンジャケットの中の羽毛につかまえらえている空気分子（ぶんし）が
私たちの体から出てくる熱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。
空気分子（ぶんし）が元気になると温度が高くなって、
私たちは暖かいと感じるので、
これで、ダウンジャケットの温度が高くなって、
私たちは暖かいと感じるようになるんですね。
羽毛は、うまく空気の性質を利用しているんですね。
水鳥の羽は、すごいですね。
【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
ホームページ http://www.minna-no-kagaku.com/
メールアドレス minna.no.kagaku@gmail.com
どうして、道路にある電信柱の電線にさわると危険なの？
電気を流さないモノが、高い電圧になると突然電気が流れるようになるんです
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。
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道路に立っている電信柱には電線がつながっていますね。
道路に立っている電信柱の電線は電圧がとても高くて、
高電圧（こうでんあつ）で危険（きけん）といわれていますね。
もし、何かが電線に引っかかっても
さわってはいけないといわれています。
どうして、危険（きけん）なのでしょうか。
何か秘密がありそうです。
ちょっと詳しく知りたくなりますね。
私たちの身の回りのモノには、電気を通すモノと通さないモノがありますね。
ゴムやプラスチック、ビニールなどは電気を通しませんね。
でも、ゴム手袋をして高電圧（こうでんあつ）の電線にさわっては危険なのです。
とても高い電圧がかかった時
電気を通さないモノの中で何が起きているのかちょっと見てみます。
私たちの身の回りにあるモノは全部、分解していくと
ミクロの目に見えない原子（げんし）という粒粒になります。
原子（げんし）の中をもう少し詳しくみてみると、
電子（でんし）というもっと小さい粒がいます。
電圧（でんあつ）がかかると、電子（でんし）は電気のエネルギーを受け取って、
電気のエネルギーの高いほうへ向かって自分が動いてこうとします。
電圧（でんあつ）がかかると、電線を通って電気のエネルギーが運ばれてくるようになって
電子（でんし）は電気のエネルギーを、
自分が動いていくためのエネルギーに変えてしまうんですね。
電圧（でんあつ）は、電子を動かすようにするための力みたいな感じで、
大きな力がかかるとモノが動くように、
大きな電圧（でんあつ）がかかると、電子（でんし）が動いていくんですね。
さて、ところが、電気を通さないモノは、
となりの原子（げんし）どうしの間にスキマが開いています。
なので、
電子（でんし）がとなりの原子（げんし）へと動いていこうとしても、
となりの原子（げんし）との間にスキマがあいているので、
動いていくことができません。
このせいで、電気が流れることができないんですね。
電気を通すモノは、
となりの原子（げんし）とのあいだにスキマがなくて
電子（でんし）が自由に動いていけるんですね。
電子（でんし）が動いていくときは、原子（げんし）から原子（げんし）へと
引越ししながら移っていくんですね。
ところがです。
とても高い電圧がかかって、たくさんの電気エネルギーが運ばれてくると
電子（でんし）がとてもたくさんのエネルギーを受け取って
そのエネルギーを自分が動いていくためのエネルギーに変えてしまいます。
そうなると、
となりの原子（げんし）との間にスキマがあって、移動できなかった電子（でんし）が
スキマをジャンプして、となりの原子（げんし）へと移っていくようになります。
こうなったとき、電気を通さなかったモノが、突然電気を通すようになります。
この現象は突然起きます。
じわ～っと電気が流れるようになるのではなくで、
ある電圧を超えて、たくさんの電気エネルギーを電子（でんし）が受け取ると
突然電気が流れなかったモノに電気が流れるようになります。
電気が流れるようになるとは、原子（げんし）のなかの電子（でんし）が動くことなのですね。
そういわけで、電気が流れないゴムやプラスチック、ビニールで
高い電圧（でんあつ）の電線をさわってはとても危ないのですね。
【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
ホームページ http://www.minna-no-kagaku.com/
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どうして、骨の写真を撮るキカイをレントゲンいうの？
レントゲンという人が骨の写真が撮れる発見をしたから、その名前が使われているんです
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。
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どこか体のケガをしたとき、病院に行くと、骨の写真を撮りますね。
最近では、歯医者さんでも、歯の状態を見るのに歯の写真を撮りますね。
大人になると、胃や、肺の検査のために、
胃や肺の写真を撮ったりもします。
この写真を撮るキカイのことは、レントゲンとかエックス線ソウチと呼ばれています。
病院にいくと、”レントゲン”とか”エックス線”とか書かれた部屋に入って、
骨の写真を撮りますね。
ところで、レントゲン”とか”エックス線”とか
ちょっとややこしそうな名前はどうやって決まったのでしょうか。
ちょっっと気になりますね。
骨の写真が撮れるソウチで使われているのは、
エックス線と名前が付けられた、光の仲間が使われています。
光の仲間には、たくさん種類があって、
ケイタイ電話やテレビ、ラジオで使われている電波（でんぱ）や、
アルファ線、ガンマ線、ベータ線などと呼ばれている放射線（ほうしゃせん）まであります。
これらは、目に見えない光の仲間です。
私たちが浴びている太陽の光も、もちろん光で、目に見える光という意味で
可視光線（かしこうせん）などと呼ぶこともあります。
だんぜん、目に見える光よりも、目に見えない光の仲間のほうが多いです。
ちょっと意外ですね。
私たちはふつう、見えることの世界がすべてだと思ってしまいますからね。
見えないんだから、知りようがありませんからね。
さて、
光には不思議な性質があって、波のような性質があります。
海の波のように山－谷－山－谷・・・という感じで伝わっていきます。
でも、海の波のように、盛り上がったり、へこんだりする様子を見ることはできません。
光は、電気のエネルギーの強さの波となって伝わってきます。
電気のエネルギーの強いところ、弱いところが波のようになって伝わっていくんですね。
波の山から山までの長さを波長（はちょう）と呼ぶことになっています。
このほうが、カッコいいし、言いやすいですからね。
光の種類の違いは、波長（はちょう）の違いなんですね。
電波（でんぱ）は波長（はちょう）が長くて、
アルファ線、ガンマ線、ベータ線などの放射線（ほうしゃせん）は波長（はちょう）が短くなります。
骨の写真をとることができるエックス線も波長（はちょう）が短い光です。
私たちの身近なところで
波長（はちょう）が短い光には紫外線（しがいせん）があります。
紫外線（しがいせん）にあたると日焼けして、ヒリヒリする、あの紫外線（しがいせん）です。
エックス線は、紫外線（しがいせん）よりも、もっと波長（はちょう）が短い光です。
紫外線（しがいせん）の波長（はちょう）は、だいたい380ナノメートルから１ナノメートルくらいです。
１ナノメートルは、10億分の１メートルです。
とても想像がつかない短さです！
エックス線は、だいたい１ナノメートルから、１ピコメートルくらいの波長（はちょう）です。
１ピコメートルは1兆分の１メートルです。ますます想像がつかない短さです！
だいたい・・・というのは、光の名前と波長（はちょう）の長さと光の名前は、
あんまり正確に決められていないせいなんです。
さて、
このとてつもなく波長（はちょう）の短い光は、
１８９５年ころ、物理学者のレントゲンという人が実験している最中に発見しました。
レントゲンは、”未知の光”という意味をこめて、”エックス線”と名前を付けたそうです。
レントゲンは学者さんの名前で、
エックス線は、レントゲンが付けた光の名前だったんですね。
レントゲンが発見した不思議な光、エックス線は、
体の肉の部分を通りぬけて骨で吸収されてしまうという性質がありました。
エックス線が出ているキカイに向かって手や体を向けて、
その後ろに、光が当たると黒くなる紙を置いておくと、
骨で吸収されたとろだけが黒くならないので、
骨の写真が撮れるようになったんですね。
すごい発見ですね。
ノーベル物理学賞の第１号になったんだそうです。
レントゲンさんの発見のおかげで、
私たちの体の具合がどうなっているかがよくわかるようになったんですね。
【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
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どうして、音があとから聞こえるの？
音と光では、光のほうが圧倒的にスピードが速いんです
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。
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花火を見ていると、パアーっと光が広がってキレイですね。
キレイな光がパアーっと広がってしばらくしてから
ドーンという音が聞こえてきますね。
カミナリも、ピカッと光ってから、しばらくして
ゴロゴロ～っと大きな音が聞こえてきます。
どうして、こんなことになるんでしょうか
ちょっと詳しく知りたくなりますね。
音が空気のなかを進むスピードは、だいたい１秒間に340メートルです。
気温が高いとちょっとスピードが早くなります。
だいたいこのくらいのスピードです。
ところが、
光が１秒間に進むスピードはだいたい30万キロメートルです。
空気のなかを進むときや水のなかを進むときは
ちょっと遅くなります。だいたいこのくらいのスピードです。
だんぜん光のスピードが速いですね。
だから、花火やカミナリの音が遅れて聞こえるんですね。
ところで、
光は宇宙のどこまでも伝わっていきます。
音も宇宙のどこまでも伝わるかというと、ちょっと違ってきます。
水のなかでは、音が聞こえます。
電車が遠くにいても鉄のレールからカタンコトンと音が聞こえます。
音は、水のような液体や鉄のレールのような固体でも伝わるんですね。
ところが、
宇宙にいくと、音は伝わっていくことができないのです。
音は、空気や水や鉄のなかのように、
何かモノがあるところを伝わっていくことができるんですね。
宇宙のようになんにもないところでは、
音は伝わらないんですね。
もうすこし詳しくみてみると、
音は、何かの振動が空気や水や鉄の中を伝わっていきます。
振動を伝えるのは、モノを作っているおおもとの原子（げんし）なのです。
原子（げんし）が順番に振動を受け取って、次の原子（げんし）へと渡していきます。
ちょうど、スタジアムでファンが作る、ウエーブみたいですね。
ところが、光は電磁波（でんじは）なのです。
電磁波（でんじは）の仲間には、
テレビやラジオ携帯電話で使っている電波（でんぱ）や、
病院でレントゲン写真を撮るときのエックス線などがあります。
電波（でんぱ）は、なんにもないところでも伝わっていけるんですね。
とても不思議な性質ですね。
私たちの住んでいる宇宙が
このようにできているとしかいいようがない、不思議な性質なんです。
さてさて、
花火を見ていてあんまり音と光がずれてしまうと、
なんだか、リアルタイムな感じがしなくて
ちょっと感動が減ってしまいますね。
音を消して、こわ～いホラー映画をみても
全く恐く感じませんね。
私たちにとって、音は大事な感覚なんですね。
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蛯原ようすけ
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どうして、磁石でモノを持ち上げることができるの？
モノが落ちようとする力よりも、磁石のくっつく力のほうが強いんです
おとなとこどものやさしい理科と科学のブログです。
鉄でできたモノは磁石にくっつきますね。
鉄でできたモノを磁石にくっつけて持ち上げても落ちません。
なんでもない普通のことですね。
ところが、よく考えてみると、ちょっと不思議なことなんです！
宇宙には重力（じゅうりょく）という不思議な力が
いつでも、どこでも働いています。
重力（じゅうりょく）は、モノとモノが引き付けあう力で、
引力（いんりょく）とも呼ばれてます。
宇宙のどこでも働く力なので、私たちも地球にあるモノもすべて、
地球とお互いに引っ張りあっています。
地球がモノを下に引っ張るのだから、
磁石でくっつけたモノも持ち上げると
下に向かって地面に落ちていきそうですが、そうはならないんですね。
なんかちょっと不思議になってきて、詳しく知りたくなりますね。
現在の分かっている宇宙のことがいろいろとわかってきて、
宇宙にある力は4つの種類があるのだと言われています。
このうち、私たちが普段感じることができるのは、
重力（じゅうりょく）と電磁力（でんじりょく）です。
重力（じゅうりょく）は、モノが落ちることから、
地球がひっぱっていることわかります。
電磁力（でんじりょく）は、電気の力と磁石の力のことです。
電気の力は、
プラスの電気どうしの反発力や
マイナスの電気同士の反発力、
プラスとマイナスの電気同士の引き合う力でわかります。
磁石の力は、
磁石が鉄をくっつけることや、
N極とN極はの磁石どうしが反発したり、
N極とS極の磁石どうし引き付けあったりすることでわかります。
電気の力の身近な例では、
静電気（せいでんき）で洋服がまとわりつくことや
下敷きで髪の毛をこすると、髪の毛が下敷きにくっついてくることなどがあります。
静電気（せいでんき）でも磁石でも、モノをくっつけてもちあげると
落ちないで、持ち上がります。
重力（じゅうりょく）で地球が地面に向かって引っ張る力よりも、
静電気（せいでんき）や磁石の力でモノを引き付ける力のほうが
強いせいなんですね。
もし、静電気（せいでんき）や磁石の力より、
地球がモノを地面に向かって引っ張る重力（じゅうりょく）のほうが大きいと、
モノは下の地面の向きに引っ張られて、地面に落ちてしまいます。
どういう訳か、重力（じゅうりょく）は
静電気（せいでんき）や磁石の力にくらべてとても弱いのですね。
どのくらい重力（じゅうりょく）が弱いかというと、
ちょっと弱いどころでは、なくて、とてもとても弱いのです！
たとえば話として、ちょっと例を考えてみます。
水素原子（げんし）という宇宙で一番小さい
原子（げんし）の粒を考えてみます。
私たちの身の回りのモノすべてを分解していくと、
どんどん小さい粒になって、とうとう
原子（げんし）にまで行きつきます。
原子（げんし）にはたくさんの種類があります。
水素原子（げんし）はそのなかで、一番小さい原子（げんし）です。
宇宙で、一番数が多い原子（げんし）で、宇宙のどこにでもあります。
私たちの体の中にもいます。
水素原子（げんし）の中身をちょっとよく見てみると、
真ん中に原子核（げんしかく）という名前のついた
体重が重たい粒がいて、
その周りを体重の軽い電子（でんし）という粒がいます。
原子核（げんしかく）はプラスの電気をもっていて、
電子（でんし）はマイナスの電気を持っています。
なので、
原子核（げんしかく）と電子（でんし）は電気の力で引き合っています。
さらに、
原子核（げんしかく）と電子（でんし）は、
重力（じゅうりょく）の力でも引き合っています。
両方のちからを比べると、電気のちから強さがあっとうてきに強いのです。
何倍くらい強いかというと、だいたい4のあとに0が42個つくくらいです。
想像もつかない数字ですが重力（じゅうりょく）にくらべて、
電気の力がものすごく強いことはイメージできそうですね。
ちょっと例が、わかりにかったですね。
まあ、それはいいとして、とにかく、
磁石や静電気（せいでんき）の力でモノをくっつけて持ち上げることができるのは、
重力（じゅうりょく）がものすごく弱いからなんですね。
重力（じゅうりょく）がどうしてこんなにも弱いのか、不思議ですね
現在、科学者のみなさんが一生懸命研究しているところです。
【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
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どうして、水道水は飲めるの？
ゴミを取り除いて、目に見えない小さいバイキンも消毒しているんです
おとなとこどものやさしい理科と科学のブログです。
最近は、水道水をそのまま飲むことは少なくなったかもしれませんね。
だいたい浄水器（じょうすいき）をつけたりしていますね。
水道水は、ちょっと薬臭くて、おいしくないかもしれないけど
飲んでも、お腹をこわすことはありませんね。
外国に旅行にいくと、そうはいかないところもあったりします。
水道水は飲まないように注意されることもあります。
水道水をそのまま飲んでしまうと、
おなかの具合が悪くなるかもしれないんですね。
水道の蛇口（じゃぐち）をひねると水がでて、それを飲めるのは、
とても恵まれていることなんですね。
ちょっと、水道の水が飲めるしくみを知りたくなりますね。
飲んでも大丈夫な水を水道の蛇口に届けるために、
まず最初に、ゴミを取りのぞきます。
水の中のゴミを取りのぞいただけだと、
まだ飲むことができません。
バクテリアと呼ばれる、
小さい目に見えない細菌（さいきん）がいるのです。
細菌（さいきん）にはたくさんの種類がいます。
食べものを美味しくする細菌（さいきん）もいたりします。
たわしたちの体の中にも細菌（さいきん）がいて、
体が健康になるように働いています。
ところが、
まちがって食べてしまうと、体に悪い細菌（さいきん）もいます。
この細菌（さいきん）を飲んでしまうとお腹が痛くなったり、
熱が出たりして、体の調子が悪くなってしまいます。
だから、水の中にすんでいる、
体に悪い細菌（さいきん）を殺してしまう必要があります。
細菌（さいきん）を殺すために、塩素（えんそ）、というモノを使います。
塩素（さいきん）は強力な毒で、
細菌（さいきん）の体を作っている細胞（さいぼう）にくっついて、
細胞（さいぼう）をこわして殺してしまいます。
これで、細菌（さいきん）のいない、飲める水ができるんですね。
細菌（さいきん）を殺すために使った、塩素（えんそ）、は
そのあとも水の中で残り続けて、
蛇口に水が届くまで、細菌（さいきん）を殺し続けます。
このおかげで、水道の蛇口（じゃぐち）から出た水が飲めるのですね。
濃い塩素（えんそ）を私たちが飲んでしまうと、
やっぱり私たちにも毒になって、
私たちの体の細胞（さいぼう）ここわしてしまうので、
飲んでも大丈夫なくらいに塩素（えんそ）を薄めて使っています。
そうなんですけれど、
細菌（さいきん）を殺すために使った塩素（えんそ）が残っているせいで、
水道水は薬臭くなってしまいます。
薄めているとはいえ、毒になる塩素（えんそ）が入っているので
ちょっと、健康にいいのかどうか不安にもなりますね。
塩素（えんそ）を使った水の消毒はプールでもやっています。
プールの水を飲んでしまった！ということもあるでしょう。
これくらいのことでは、体は大丈夫なようになっているんですね。
浄水器を使うと、水道水のなかの塩素（えんそ）が取り除かれて
薬臭くない水になります。
水道をひねったら、飲める水がでるのは
世界で15ヵ国くらいしかないともいわれています。
私たちは、水道水が飲める日本にすめて幸せですね。
【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
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どうして、高いところからモノを落とすと壊れるの？
地球がモノがおちるスピードをどんどん加速していくんです
おとなとこどものやさしい理科と科学のブログです。
普段生活していると、モノを落とすこともありますね。
低いイスからモノをおとした場合には、
壊れなかったけれど、
ちょっと高いテーブルからモノをおとしたら
壊れてしまうことがあります。
どうして、高いところからモノが落ちたときは
壊れてしまうのでしょうか。
同じようにモノをおとしただけなのに、
こわれる場合があるのと大丈夫な場合があるのはちょっと不思議ですね。
ちょっと詳しく知りたくなりますね。
モノが落ちるのは、モノに重力（じゅうりょく）という
力が働いているためなのです。
重力（じゅうりょく）はモノとモノが引き付けあう不思議な力です。
宇宙のどこまでも伝わっていく不思議な力です。
地球とモノはいつもお互いに引っ張りあっています。
地球は重たすぎで動かないのですが、
モノは地球に比べてカクダンに軽いので動いて、
地球の地面に向かって落ちていくようになります。
重力（じゅうりょく）は落ちていくモノのスピードを
どんどん加速していくことができる面白い性質があります。
自転車に乗っていて、どんどん力をいれてペダルをこぐと
どんどんスピードが速くなって加速していきますね。
同じように、
落ちていくものにも、ずーっと重力（じゅうりょく）の力がかかっていて
どんどんスピードが速くなっていきます。
モノが落ちたあと、1秒後には、4.9メートル落ちます。
2秒後には、19.6メートル落ちます。
3秒後には、44.1メートル落ちます。
・・・・
10秒後には、490メートル落ちます。
だんだんスピードが速くなっていくので、
落ちる距離がだんだん長くなっていくんですね。
低いところからモノが落ちた場合には、
地面までの距離が短いので、
重力（じゅりょく）でスピードが加速される前に地面に到着してまうんですね。
だから、地面に落ちたときのしょうげきが小さいくてすむんですね。
高いところからモノが落ちた場合には、
地面までの距離が長いので、
重力（じゅうりょく）でスピードが加速されて、
地面に落ちるときのスピードが速くなってしまっています。
速いスピードで地面にぶつかるので、
地面に落ちたときのしょうげきがおおきくなります。
このせいで、高いところからモノが落ちた場合には、
モノが壊れてしまうことがあるんですね。
地球がモノを引っ張る力の重力（じゅうりょく）が
落ちていくモノのスピードをどんどん加速するとは、驚きですね。
【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
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どうして、花瓶（かびん）の花ははやくしおれてしまうの？
植物の根を切ったところから、空気やバイキンが入ってしまうことがあるんです
おとなとこどものやさしい理科と科学のブログです。
外に出かけると、キレイに咲いている花を見つけることがありますね。
キレイな花をみると、こころが和みますね。
外で咲いている花は、時間がたつと、やがて枯れてしまいます。
花にも寿命がありますからね。
ところで、花は花屋さんで買ってくることができますね。
買ってきた花は、花びんにさして、長く花が咲いてられるようにしますね。
花びんにさした花は、野原に咲いている花よりも、
ちょっとしおれて枯れてしまうのが速いようにも感じます。
何か原因があるのでしょうか。ちょっと詳しく知りたくなりますね。
野原に咲いている花は、根から栄養と水を吸い上げて、
体全体に行きわたらせています。
買ってきた花は、茎の途中で切られているので根がありません。
だから、
茎から水を吸い上げて、植物の全体にいきわたらせて、
水が不足してしおれないようにしています。
植物の茎の中には、水が通る管のようなものがあります。
野原に咲いている花は、根から吸い上げた水が、
この管を通って全体に行きわたるようになっているんですね。
花屋さんにある花は、根がついているとじゃまなので切ってしまいます。
こうすると、
植物のからだの中に通っている水の通り道の管が、むき出しになってしまいます。
でも、植物はこの管から水を吸い上げて、しおれないようにできるんですね。
植物はいつも水を吸いあげて全体にいきわたらせてしおれないようにしています。
もし、
むき出しになった、水の通り道の管が空気にふれてしまうと、
植物が空気を吸い上げてしまいます。
これは、ちょっと、いいことではないのです。
植物の体は水がほしいのに、空気の泡が来てしまうのですから、
しおれてしまう原因になってしまうんですね。
花屋さんは、花の茎を切るときは、バケツにためた水の中で切っています。
茎の切り口が空気にふれて、植物が空気を吸い上げてしまうのを、防いでいたんですね。
さらに、
花びんの水の中にいたバイキンがたくさん増えてしまうこともあります。
ためた水は、新鮮な水が入ってこないので、
もともといた少しのバイキンが、どんどん増えてしまうことがあるんですね。
こうなってしまうと、植物は、
バイキンを吸い上げてしまいます。
私たちと同じように、バイキンが体に入ってしまうと、よくありません。
だんたん、植物も元気がなくなってしおれてしまいます。
ちなみに、
私たちの体の中にも血管（けっかん）という管が通っています。
この管を通して体全体に水や栄養をいきわたらせています。
この管に空気の泡が入ってしまうと、体の具合が悪くなります。
バイキンが入ってしまうと、もちろん、体の具合が悪くなります。
植物も私たちの体もよく似ていますね。
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どうして、虫メガネで見ると大きく見えるの？
虫メガネを通ってきた光の道すじを、脳が勘違いして大きく見えているんです
おとなとこどものやさしい理科と科学のブログです。
虫メガネで見ると、大きく見えますね。
虫メガネについてるレンズ中で何が起きているのか
虫メガネについている透明な板みたいなモノは、
このレンズ中を光が進んでいくときをちょっと詳しく見てみます。
透明なモノの中を光が進むときをちょっと詳しく見てみます。
固体の中には、たくさんの原子（げんし）が詰まっているので、
まっすぐに進んでいた光が、レンズの中に入ると、
そうやって、道すじを曲げられて進んできた光が
私たちの目が光を受け取ると、脳へと電気信号が行って、
脳は、レンズを通ってきた光が、道すじを曲げられて届いた光だとは
この、脳の勘違い機能のおかげで、モノが大きく見えるようになります。
本当にあるモノは、小さいモノなのに、
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どうして、ガラスの管（くだ）の中の液体で温度がはかれるの？
液体を作っている分子（ぶんし）が熱のエネルギーを食べると動きまわるんからなんです
おとなとこどものやさしい理科と科学のブログです。
今日は暑いな、冷えるなというときは、
気温は何度だろうと温度計を見ますね。
体温を測るときも温度計を使いますね。
温度計にはたくさんの種類がありますね。
最近は、温度を測るときはデジタル式のモノも増えました。
昔からある温度計で、
細いガラスの管管（くだ）に入った赤や白い液体の動きで
温度を測る温度計があります。
まだ、目にすることがありますね。
細いガラスの管（くだ）に入った液体で温度が測れるのはどうしてでしょうか。
ちょっとしくみを詳しく知りたくなりますね。
温度計は温度を測定しています。たしかにそうですね。
ここで、もうちょっと考えてみて、
温度は何からできているのかを考えてみます。
そのために、ちょっとミクロの世界まで目を向けてみます。
身の回りにあるすべてのモノは分解していくと、
目に見えない小さい粒粒になります。
この小さい粒粒のことが、原子（げんし）という名前がついています。
原子（げんし）の粒ひとりぼっちだと、ちょっとさみしいので、
ほかの原子（げんし）や同じ原子（げんし）どうしでくっついていたります。
こうやって、原子（げんし）どうしがくっついてできた粒粒には
分子（ぶんし）という名前がついています。
分子（ぶんし）は熱のエネルギーを食べると、元気に動き回るようになる性質があります。
私たちが食べモノをたべて元気になりますけれど、
分子（ぶんし）にとっては、熱のエネルギーが元気のもとなんですね。
熱のエネルギーがまったくない世界では、分子（ぶんし）の動きが完全に止まってしまいます。
少しでも、分子（ぶんし）が熱のエネルギーを食べると、分子（ぶんし）は動き回るようになります。
熱をたくさん食べれば食べるほど、元気に動き回るようになる性質があります。
実は、
分子（ぶんし）が食べた熱エネルギーの多い少ないを表すのが温度なのです。
分子（ぶんし）は目に見えない小さい小さい粒粒なので、
想像もつかないほどたくさんの数があります。
そして、分子（ぶんし）どうしがバラバラにならないように手をつなぎあっています。
ひとつひとつの分子（ぶんし）が食べた熱エネルギーの平均を温度として測っているんですね。
熱エネルギーをたくさん食べると分子が元気に動き回るので、
温度は分子の元気具合を測っているともいえそうですね。
さて、
ガラスの管（くだ）の中に入っている液体も、
分解していくと、小さい粒粒の分子（ぶんし）になります。
熱エネルギーを食べると、液体を作っている分子（ぶんし）が元気に動き回るようになります。
そうすると、ちょっと場所をとるようになります。
せまいガラスの管（くだ）の中では、行き場所が上にしかないので、
上へと移動していきます。
これで、温度が高くなったと分かるようになります。
温度が高くなったということは、
ガラスの管の中の液体の分子（ぶんし）が熱のエネルギーを食べて
元気に動き回るようになったということなんですね。
ちなみに、
ガラスの管（くだ）の中に入っている赤い液体は、
石油からできた液体を赤く色着けしたモノが使われるようです。
灯油を赤く色着けしたモノが使わることもあるようです。
ガラスの管（くだ）の中に入っている液体が白い場合もあります。
この白い液体は水銀（すいぎん）というモノです。
水銀（すいぎん）を使った温度計は、高い温度を測るときなどに使います。
温度計の中の液体の分子（ぶんし）が元気になると
場所をとるようになって
温度計の中の液体が上下に動くんですね。
うまくできていますね。
【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
ホームページ http://www.minna-no-kagaku.com/
メールアドレス minna.no.kagaku@gmail.com
どうして、くるまは止まれるの？
足でブレーキペダルを踏んだ小さな力を、大きくするお得な現象がおきるんです
おとなとこどものやさしい理科と科学のブログです。
車があると、いろんなところへ出かけることができて便利ですね。
車は走ることができて、止まることもできます。
ちゃんと止まらない車は怖くて乗れないですね。
車が止まれるのは、ブレーキがあるからですね。
ブレーキはタイヤが回転するのをじゃまします。
回転しているタイヤを止めるように力を加えているんですね。
だいたいの車は、ブレーキペダルがあって、これを足で踏むと
ブレーキがきくようになっています。
でも、どう考えても足で踏んだ力だけで、
回転しているタイヤをとめれそうにないように思えてしまいます。
ブレーキペダルを足で踏むだけで、
回転しているタイヤを止めることができるようになるには
何か秘密がありそうですね。ちょっと詳しく知りたくなりますね。
容器の中に閉じ込めた液体や気体には、不思議な性質があります。
足でブレーキペダルを踏むような小さい力が、
回転している車のタイヤを止める大きな力に変えることができるという
とても便利な性質があるのです。
この性質を発見したのは、パスカルという科学者です。
天気予報でも、台風の気圧は○○ヘクトパスカル、などと、いわれるのを良く聞きますね。
ヘクトは100のことです。
1000メートルというか、1キロメートルというかの違いと同じです。
パスカルは、こうやって、単位にも使われているくらいの、すごい科学者なんです。
パスカルは、容器に閉じ込めた液体や気体の中では、
圧力（あつりょく）は、容器のどこへでも変わらないで伝わっていくということを発見したのです。
圧力（あつりょく）という難しそうなことばが出てきましたね。
圧力（あつりょく）は、1㎡あたりにかかる力のことです。
1㎡は、たて１メートル、横1メートルの面積のことです。
たとえば、10㎡の面積のところに、5キログラムの力をかけると、
圧力は、1㎡あたりにかかる力なので、割り算をして
5キログラム÷10㎡で計算して、0.5キログラムの力となります。
この力が、閉じ込めた容器のなかには、どこでも変わらないで伝わっていくんですね。
そうすると、いいことがあるんです。
100㎡の面積のところでは、どうなるのかというと。
1㎡あたりにかかる力が、0.5キログラムだったのだから、
100㎡の面積のところでは、その100倍
0.5×100で計算して、50キログラムの力になります。
片方で、小さい面積に、小さい力を加えたら、
もう片方の大きい面積のところでは、大きな力になっているんですね。
なんか不思議な感じがしますね。
天才科学者パスカルは、
1㎡あたりにかかる力という、圧力（あつりょく）という考え方、を思いついたんですね。
このアイデアを思いついたパスカルにちなんで、圧力の単位になっています。
片方で、小さい面積に、小さい力を加えたら、
もう片方の大きい面積のところでは、大きな力になるとは、
なんとお得なことなのでしょう・・・と思えてしまいますね。
このお得な現象のことは
パスカルの原理とも呼ばれています。
車のブレーキには、パスカルの原理が使われています。
車のブレーキ装置には、液体の油が閉じ込められています。
足でブレーキペダルを踏んだ力は、
ブレーキ装置の中にある管の中に閉じ込めれた油に伝わっていきます。
そして、何十倍の力となってタイヤのブレーキ装置につわたって、
回転しているタイヤをじゃまする力となって、
車を止めることができるようになるんですね。
小さなちからが、大きな力となって使えるようになるとは、
ホントにお得な現象ですね。
【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
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どうして、キッチンの流し台はサビないの？
鉄の表面を守る薄いまくがあるんです
おとなとこどものやさしい理科と科学のブログです。
鉄は水と触れたままにしてしばらくすると、サビてしまいますね。
キッチンにある流し台は、いつも水に触れているのに
サビがでてきません。
どうして、サビができないんでしょうか。
何か秘密がありそうですね。
キッチンの流し台などのサビない金属は、
ステンレスという名前がついています。
ステンレスは、鉄の表面に、薄い膜ができています。
この薄いまくがあるせいで、サビないんですね。
もうすこし、詳しくみると、
鉄がサビる時は、鉄と酸素（さんそ）の原子（げんし）が化学反応をしています。
酸素（さんそ）の原子（げんし）は、水のなかや空気のなかにあります。
鉄は、分解していくとミクロの粒々の鉄原子（げんし）になって、
鉄原子（げんし）のなかには、さらに小さい粒々がいて、
プラスの電気をもっている陽子（ようし）と
マイナスの電気を持っている電子（でんしし）が住んでいます。
マイナスの電気を持っている電子（でんし）が住んでいます。
ざっくり、おおまかにみると、
鉄がサビる時は、鉄原子（げんし）が、自分のなかにすんでいる電子（でんし）を
酸素（さんそ）の原子（げんし）にプレゼントするということが起きています。
酸素原子（げんし）の中に住んでいるプラスの電気をもっている陽子（ようし）が
違うモノどうしで、
電子（でんし）のやりとりがおきることを化学反応というんですね。
さて、
鉄がサビないようにするためには、
鉄原子（げんし）が酸素（さんそ）原子（げんし）とが
ステンレスには、
鉄の表面に薄い膜ができていて、
この膜があるおかげで、鉄原子（げんし）と酸素原子（さんそげんし）が
鉄の表面ある薄いまくは、酸素原子（さんそげんし）とであっても
ステンレスがサビないのは、
鉄の表面に、鉄を酸素（さんそ）から守るうすい膜ができているせいなんですね。
ボディーガードみたいですね。
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蛯原ようすけ
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どうして、バスケットでシュートを決めることができるの？
ボールに重力（じゅうりょく）しか働かないから、練習で予測できるようになるんです
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バスケットボールでロングシュートが決まると
私たちの脳のなかで、
私たちの脳は、すごい計算をやってるんですね。
でも、やっぱり、
ボールを投げたとき、どんな具合に飛んでいくかを予測できるのは、
その力は、重力（じゅうりょく）という名前のついた力で
地球とボールはお互いに引き合うけれど、
ボールを投げたあと、
重力（じゅうりょく）は地面に引っ張る方向、下の方向だけに働きます。
投げて飛んで言っているボールには右向き、左向きには力が働かないので、
もし、飛んでいるボールに働く力が、
練習してうまくシュートが決まるようになるのは、
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蛯原ようすけ
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どうして、自転車で曲がるとき傾けてもたおれないの？
カーブを曲がっているときだけ、倒れないようにする力が出てくるんです
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自転車に乗っていて曲がるときハンドルを切りますね。
自転車で走っているときにたおれないのは、遠心力（えんしんりょく）
慣性力（かんせいりょく）は重力（じゅうりょく）のように
自転車に乗っていて曲がるときには、
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蛯原ようすけ
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どうして、コンセントにたくさんつなげたらいけないの？？
コンセントから流れてくる電気が大きくなりすぎるんです
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。
家で電気製品をつかうときは、コンセントにつなぎますね。
電気ストーブや掃除機（そうじき）やドライヤーなど
電気を使う製品はたくさんありますね。
たくさんの電気製品をつかいたいときは、
壁のコンセントから延長コードをつかったりしますね。
でも、あんまりたくさんの電気製品を延長コードにつなげて
使うといけないといわれています。
家にきている電気のおおもとのスイッチが切れて
家の電気が停電することもあります。
どうして、たくさんの電気製品を延長コードにつなげたら
こんなことになるんでしょうか。
ちょっと詳しく知りたくなりますね。
電気のことは、目に見えないからなかなか難しいですね。
たとえばの話として、電気製品を豆でんきゅうとして想像してみます。
豆でんきゅうを電池につなぐやり方には、直列せつぞくと並列せつぞくがあります。
直列せつぞくは乾電池のプラス極とからマイナス極までの電気の通り道の間に
豆でんきゅうをたくさんつなげていくやり方ですね。
乾電池のプラス極→豆でんきゅう→豆でんきゅう→・・・乾電池のマイナス極
という電気の通り道にするんですね。
並列せつぞくは、乾電池のプラス極とマイナス極に
豆でんきゅうをたくさんつなげていくやりかたですね。
乾電池のプラス極→豆でんきゅう→乾電池のマイナス極
という電気の通り道がたくさんできるんですね。
延長コードを使った場合には、電気製品が並列せつぞくになっています。
直列せつぞくの場合、電気の流れる通りみちがひとつだけです。
電気のとおりみちに流れる電気は
とちゅうで増えたり減ったりしないので
どこの豆でんきゅうでも同じになります。
並列せつぞくの場合には、電気の流れる通り道がたくさんできます。
このせいで、
乾電池から出てくる電気が直列せつぞくのときよりも多くなります。
並列せつぞくすると、電池から出ていく電気が増えるんですね。
延長コードを使った場は、電気製品は並列せつぞくされているので、
壁のコンセントから延長コードへ出ていく電気が大きくなります。
たくさん電気製品をつなぐと、
壁のコンセントから流れ出る電気がどんどん大きくなります。
そうして、壁のコンセントから流れ出る電気が
ある決められた大きさをこえたとき、
家にきている電気のおおもとのスイッチが切れて停電になるように
してあります。
電気がたくさんながれると、延長コードが電気ヒーターのように
熱くなって、燃えてしまうかもしれないから、安全のために、
たくさんの電気が流れないようにしているんですね。
延長コードにたくさんの電気製品をつなぐと、
家のコンセントから電気がたくさんながれ過ぎてしまうんですね。
延長コードでたくさんの電気製品を使うときは、
どのくらいの電気が流れるかちょっと気にしておいたほうが良さそうですね。
流れる電気のことは、電流（でんりゅう）と書いてあります。
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蛯原ようすけ
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どうして、山側の天気は変わりやすいの？
山に風がぶつかって、上に向かう風ができて雲ができるせいなんです
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。
「山に風がぶつかって、上に向かう風ができて雲ができるせいなんです」
少し高い山に登った時、天気がいいと気持ちがいいですね。
遠くまで見渡せて、いい気分になります。
ところが、たまに、さっきまでいい天気だったのに、
急に天気が悪くなったなんてことがありますね。
同じ街でも、山側の地域と海側の地域では、
天気が違うこともありますね。
海側の地域は晴れているのに、
山側の地域は雨が降っているなんてことがあります。
どうも山側の地域のほうが天気が変わりやすいようですね。
海側と山側の地域で何が起きているんでしょうか。
ちょっと詳しく知りたくなりますね。
山側の天気が変わりやすいのは、山に風がぶつかるせいなのです。
山に向かって風が吹いて来ると、風は山にぶつかります。
行き場所のなくなった風は山にそって、上へ上へと移動していきます。
風はなにからできているかというと、空気の流れです。
空気が動いて流れができると、風になるんですね。
だから、風が山にぶつかると、
空気が上へ上へと移動する流れができるんですね。
さて、
空気が空の上へと移動していくと、だんだん温度が下がっていきます。
周りの空気の温度が低いせいで温度がさがることもあります。
さらに、空の上に行くと空気の粒のこんざつ具合が少なくなってきます。
空気を分解していくと、目に見えないミクロの粒粒になります。
ミクロの粒粒というのも個性がないので、
空気分子（ぶんし）というカッコいい名前がついています。
ミクロの粒粒の空気分子（ぶんし）は、
あっちこっちへと自由に動き回ります。
空気分子（ぶんし）が混雑していない空の上では
じゃまされないので、もっと自由に動き回ります。
そうすると、
動き回ってしまって、自分が持っているエネルギーを使ってしまいます。
自分のエネルギーを使ってしまった分温度が下がってしまうんですね。
温度が下がった空気には、雲ができ始めます。
雲は、空気の中にもともとあった水蒸気（すいじょうき）が、
小さい水滴になって出てきてできたものなのです。
空気の温度が低くなると、
空気の中に住める水蒸気（すいじょうき）は少なくなるんですね。
水蒸気（すいじょうき）も目に見えないミクロの粒粒です。
温度が低くなると、水蒸気（すいじょうき）どうしがくっついて
小さい水滴なって雲になります。
雲の中では、小さい水滴がくっつき始めて、ちょっと大きな水滴ができ始めます。
そうやって、大きな水滴ができると、
雲の中に浮いていることができなくなって、
雨となって落ちてくるようになります。
こうやって、海側では晴れているのに
山側では雨が降っているということが起きるようになるんですね。
山側の地域の天気が変わりやすいのは、
山に風ぶつかって、雲ができやすいせいだったんですね。
空気は目に見えないけれど、いろんなことが起きているんですね。
おもしろいですね。
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蛯原ようすけ
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どうして、スプーンをさわると冷たいの？
スプーンに急に体の熱が移動して、冷たいと感じるんです
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。
部屋にある金属のモノをさわると、
だいたい”冷たい”と感じますね。
金属のスプーンをさわると、冷たいと感じます。
他のモノをさわったときは、それほど冷たいとは感じません。
タオルやプラスチックのモノをさわっても
それほど冷たいとは感じません。
どうやら、金属にさわったときだけ、ちょっと
冷たいと感じるようですね。
どうしてか、ちょっと不思議で知りたくなりますね。
部屋にずっとあったスプーンなので、
スプーンの温度は、だいたい部屋の温度と同じくらいになっています。
ほかの、本や洋服やタオルやプラスチックのモノも全部
部屋にずっとあったモノなら、
だいたい部屋の温度と同じくらいになっています。
熱は温度が高いものから低いモノへと移動する性質があります。
温度が高いモノと温度が低いモノが、
同じ部屋のなかにずっとおいてあると、
温度の高いものから温度の低いモノへと熱が移動して、
時間がたつとだいたい同じ温度になって、
熱の移動が止まるんですね。
だから、部屋のなかにずっとおいてあった、
スプーンもその他のモノも全部
だいたい部屋の温度と同じくらいになっているんですね。
これでは、金属のスプーンだけさわったときに
冷たいと感じることはなさそうです。
金属のスプーンとその他のモノとでは、
熱の伝わりかたがちょっと違います。
私たちの体はだいたい３５℃～３６くらいの体温です。
だいたい部屋の温度よりも体温のほうがが高いです。
だから部屋に置いてあったモノよりも、
私たちの体温のほうが高い状態です。
金属のスプーンをさわると、
温度がの高い私たちのからだから
温度の低いスプーンへと熱が移っていきます。
金属のスプーンじゃない他のモノをさわったときも同じで、
私たちの体から、モノのほうへと熱が移っていきます。
ところが、
金属のスプーンとそうじゃない他のモノでは、
体から熱が移動するスピードが違います。
金属のスプーンのほうが、体からの熱の移動が速いのです。
金属のほうが熱を伝えやすいんですね。
こうやって体から熱を急にが金属に移動していくと、
私たちは冷たいと感じるようになるんですね。
他のモノをさわったときは、
体から熱が移動するスピードが遅いので、
あんまり冷たいと感じないんですね。
金属をさわったときに冷たいと感じるのは、
からだから金属のほうへ熱を奪われていく
スピードが速いせいだったんですね。
熱の移動のスピードで冷たいと感じるとは
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
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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
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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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
電気抵抗（でんきていこう）と呼んでいるんですね。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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蛯原ようすけ
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どうして、高い音は遠くまで聞こえないの？
空気の粒を何回も動かすので、エネルギーを早く使い切ってしまうんです
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。
広い場所でのイベントや、ライヴなどでは、
後ろのほうの席だと、高い音が聞こえにくいことがありますね。
もうすこし、身近な例だとカミナリがあります。
ゴロゴロっていう音。かなりの低い音ですね。
キーンとなって高い音のカミナリの音は聞いたことがありません！
イライラする蚊のキーンっていう音は、
蚊が近くにこないと聞こえにくいですね。
ブーンっていうハチの音は、ちょっと離れていても
よく聞こえます。
どうも、高い音は遠くまで届きにくいようですね。
どうして高い音は遠くまで届きにくいのか
ちょっと詳しく知りたくなりますね。
音が聞こえるときは、なにかが振動して、
その振動が空気に伝わって、
空気の濃いところ、薄いところの波ができて、
その波を私たちの耳の中の細胞が感じ取って、
その細胞から脳に電気信号が伝わって
脳の中で電気信号をくみあわせて、
音が聞こえたと感じるようになります。
意外とたくさんのことがおきているんですね。
最初になにかが振動して、
その振動が空気に伝わらないとダメなんですね。
低い音の場合、空気の濃いところ薄いところの間が
長くなります。
１秒間に現れる、音の波の山の数を数えると、
山の数が少ないんですね。
高い音の場合は、その逆で、
１秒間に現れる音の波の山の数が多いんですね。
音が伝わっていくときは、
振動するモノがあって、そこから、
空気の濃いところ、薄いところの波が進んでいきます。
波が進んでいくためには、
空気の濃いところと薄いところが次々にできて
いかないといけません。
とちゅうで、とまってしまうと、音は途切れてしまいます。
空気の濃いところ薄いところが次々にできるところは、
空気が動いているところなのですね。
空気は分解してミクロの目でみると、
空気分子というミクロの目に見えない粒々になります。
空気が動いているところでは、
空気分子が動いているところなんですね。
低い音の場合は、波の山の数が少ないので、
空気分子を動かす回数が少なくてすみます。
高い音の場合には、波の山の数が多いので、
空気分子を動かす回数がたくさんになってしまいます。
空気分子は目に見えないミクロの粒々だけれど、
すこし体重があります。
体重があるものを動かすと、エネルギーを使ってしまいます。
私たちが重いものを持ったり動かしたりしたときに
疲れるのは、エネルギーを使ってしまうからなんですね。
高い音は、体重のある空気分子を何回も動かすので、
振動するモノから受け取ったエネルギーを早く使いきってしまうんですね。
そうすると、空気分子を動かすことができなくなって、
遠くまで、空気の濃いところ薄いところの波が届かなくなって
高い音は、遠くまで届きにくくなるんですね。
低い音は、空気分子を動かす回数が少なくてすむので、
振動するモノから受け取ったエネルギーが長持ちして、
遠くまで、音がよく届くんですね。
見えない空気の中を想像してみるのも、おもしろいですね。
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蛯原ようすけ
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どうして、浮かんだ風船は止まっていられるの
地球の自転（じてん）といっしょに動き続けるんです
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。
ちょっとややこしいことを想像してみます。
地球は反時計回りに回転しています。だから、左回りに回転しています。
回転のスピードは、時速1700kmのスピードくらいといわれています。
かなりのスピードですね。
地球の回転は自転（じてん）という名前がついています。
それでは、ややこしいことを想像していみます。
風がない時、地面から浮いた風船は、
どうなるのでしょうか。
あるいは、どこかにくくりつけた風船はどうなるでしょうか。
これを考え出すと、頭が混乱（こんらん）してきますね。
大昔、地球が宇宙の中心だと主張する天動説（てんどうせつ）が信じられていた頃、
真上に投げたボールが手元に戻ってくるのだから
地球が回っているはずがないと考えられていました。
確かにもっともな考え方です。
でも、地球は回っています。どうなっているんでしょうか。
ちょっと詳しく知りたくなりますね。
地球は反時計回りに回転しているのだから、
風がない時、地面から浮いた風船はその場所にいても
地球が動いていくから、
西のほうへと動いていくのじゃないかと思えてしまいます。
東京で風船を放つと、沖縄のほうへと動いていきそうですね。
これと同じようなことは、もっと身近にあります。
動いている電車のなかで、真上にジャンプすると
落ちてきた時に、
電車の後ろのほうに着地するんじゃないかと思えてしまいますね。
でも、着地した場所は、始めにジャンプした場所と同じですね。
電車の中にいるときは、自分も電車も同じ速度で動いています。
自分は真上にジャンプしたつもりでも、
実は、上にもジャンプしながら、電車の進む方向へも進んでいるんですね。
ジャンプして電車の床から足が離れたときでも、
私たちは、電車の進む方向へ進んでいるんですね。
さて
私たちが地面に立っている時は、
私たちも地球の自転（じてん）のスピードと同じスピードで動いています。
空気も地球の自転（じてん）といっしょに動いています。
私たちが風船を持つと、風船も、地球の自転のスピードと
同じスピードで動いています。
風船が、私たちの手から離れたら、やっぱり
それまで動いていた方向へ動き続けます。
だから、地面から浮いた風船は、西の方へと動いていかないんですね。
どこかにくくりつけた風船も、西の方へと動いていかないんですね。
このことを最初に考え付いたのは、
ガリレオ・ガリレイというイタリアの科学者です。
当時の常識（じょうしき）をひっくりかえす考えでした。
動いているモノは力を加えないなら、ずっと同じ速さで動き続けて、
止まっているモノもやっぱり、力を加えないならばずっと止まり続ける
と考えついたんですね。
さらに、
同じスピードでまっすぐに進むところで起こることは、
止まっているところで起こることと区別ができない
と考えついたんですね。
もし、地球の自転（じてん）のスピードが変わったりしたら、
風船が動いていくのがわかるようになるし、
私たちも、自転（じてん）のスピードが変わったことが
分かるようになるんですね。
時速1700kmで回転している地球にすんでいる私たちが
それに気がつかないのはこのせいなんですね。
なんともややこしいですね。
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蛯原ようすけ
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どうして、星の色がちがって見えるの？
星の温度が違うと、光の色がが違って見えるんです
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。
夜、空を見上げるとたくさんの星が見えますね。
豆電球に電池をつなぐと、豆電球に電流が流れて
豆電球のガラスのなかをよくみてみると、
豆電球に電流が流れて光が出るとき、
温度が高いモノからは光が出てくるんんですね。
残念ながら、私たちの目には見えない光で、
溶けた鉄も温度が高いので、光が出ていて、これは見えますね。
温度がだんだん高くなると、
さらに温度が高くなると
星の色の違いは、星の表面の温度の違いのせいだったんですね。
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蛯原ようすけ
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メールアドレス minna.no.kagaku@gmail.com
どうして、しんきろうが見えるの？
空気の中を光が進むとき、光の進む道筋が曲がってしまうからなんです
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。
本当はみえないはずのところに、
何かが見えてしまう蜃気楼(しんきろう)。
不思議な現象ですね。
本当はみえないはずのところに、モノが浮かんで見えたりします。
どうして、蜃気楼(しんきろう)ができるんでしょうか。
その時、空気の中で何か起きているんでしょうか。
なんかちょっと詳しく知りたくなりますね。
蜃気楼(しんきろう)のお話しをする前に、
光の進み方について、ちょっとまとめてみます。
光は、宇宙で何もないとろではまっすぐに進みます。
どこまでもまっすぐに、
あるところから別のところまで進むのに
いちばん時間が短くなるように進みます。
まっすぐに進むとは、
一番時間が短い道筋（みちすじ）を通っていくことなんですね。
光は、宇宙を１秒間に約30万キロメートル進むことができます。
ところが、
地球(ちきゅう)に届くと、ちょっとスピードが遅くなります。
地球(ちきゅう）にある空気が、光が進むのを、
ちょっとじゃましているんですね。
空気を分解して、ミクロの目で見てみると、
小さい小さい粒の集まりになります。
目に見えない小さい粒は、空気分子(ぶんし)と名前がついています。
光が空気の中を進むとき、
空気の中の小さいミクロの空気分子(ぶんし)が、一旦、光を食べます。
そして、すぐに、同じ光を吐き出します。
そして、
吐き出した光を、次の空気分子(ぶんし)が食べて、また吐き出す・・・
こんなバケツリレーみたいなことを繰り返して、
光は空気の中を進んでいきます。
空気の粒が、光を食べるとは、驚きです！
空気分子(ぶんし)が、光を食べて、
吐き出すのにちょっと時間がかかってしまいます。
それで、
宇宙を１秒間に約30万キロメートル進めた光のスピードが、
ちょっと遅くなってしまうんですね。
さて、地球(ちきゅう)にある空気ですが、
空気の粒が混雑（こんざつ）している空気の濃いところと、
空気の粒か混雑（こんざつ）していない、空気の薄いところがあります。
温度が高いところでは、空気の粒が少なくなって薄い空気になっています。
温度が低いところでは、空気の粒が混雑していて濃い空気になっています。
これは、
空気の粒が熱のエネルギーを食べて、
温度が高くなると元気になって、
あっちこっちへとビュンビュン飛び回るためなんでんすね。
空気の粒は、光も食べるし、熱のエネルギーも食べるんですね。
光が温度の高い空気の中を進むときと、
温度が低い空気の中を進むときを比べると
温度が低い空気の中を進む場合のほうが、光のスピードは遅くなります。
温度が低い空気のなかは、空気の粒がたくさんいて、
光を食べて、吐き出すの繰り返しがたくさん起きるせいなんですね。
温度が高い空気と、温度が低い空気が混ざったところを光が進むと、
光の進む道筋（みちすじ）は、
温度が低い空気のほうへ曲がってしまいます。
温度が低い空気の中を進む空気のスピードが遅くなるので、
温度が高い空気のなかを進む光に、”ちょっと待って”
と引っ張ってしまうイメージです。
こうやって、
光が進む道筋（みちすじ）曲がって私たちの目に届いたとき、
私たちの頭のなかでは、光はまっすぐに進んできたはずと勘違いします。
それで、本当にモノのある場所と違うところに、
モノがあるように見えてしまって、
モノが空中に浮いているように見えたりしてしまうんですね。
これが、蜃気楼(しんきろう)として見えるんですね。
蜃気楼(しんきろう)は、目の錯覚だったんですね。
光が進む道筋（みちすじ）が空気で曲がるとはおもしろいですね。
【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
ホームページ http://www.minna-no-kagaku.com/
メールアドレス minna.no.kagaku@gmail.com
どうして、胃は消化されないの？
胃の中の液体が胃の中の内側の壁にふれないように、うすい膜で守られているんです
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。
私たちは、生きていくためにエネルギーが必要ですね。
エネルギーが不足するとおなかがすいて
食べ物を食べますね。
食べた食べ物は、胃の中に入って行って、
バラバラにされて、栄養（えいよう）を取り出しやすくされます。
胃の中で食べ物がバラバラになることは、
消化（しょうか）という名前がついています。
私たちは、野菜のような植物も食べますが、
動物のお肉も食べます。
植物もお肉も、胃のなかでちゃんと消化（しょうか）されます。
ところで、
私たちの体も、動物の体も
たくさんの細胞（さいぼう）があつまってできています。
胃も、細胞（さいぼう）があつまってできています。
胃の中では、食べた動物のお肉は消化（しょうか）されてしまいます。
しかし、私たちの胃は消化（しょうか）されません。
食べた動物のお肉も胃も、同じように細胞（さいぼう）でできているのに
ちょっと不思議で、くわしく知りたくなりますね。
私たちの胃の中には、
栄養を取り出しやすくするために、
食べ物をバラバラにしてしまう
液体が入っています。
胃の中の液体のことは、消化液（しょうかえき）、ともいいます。
消化液（しょうかえき）の正体は、
塩酸（えんさん）、というモノです。
塩酸（えんさん）はとても強い酸性（さんせい）の液体で、
食べものをバラバラに溶かしてしまいます。
このままでは、胃を作っている細胞（さいぼう）も溶かされてしまいます。
ところが、
胃の内側かべには、消化液（しょうかえき）が直接さわれないように、
うすい膜（まく）ができています。
胃の内側の壁から、液体がでていて、
いつも胃の内側に張り付いていて、
消化液（しょうかえき）の塩酸（えんさん）が
胃の内側の壁に直接さわれないようにしているんですね。
この胃を守ってる液体のことは、胃粘膜（ねんまく）、ともいいます。
胃粘膜（ねんまく）のおかげで、
胃が塩酸（えんさん）で消化されてしまうことがないのですね。
ところが、
たまに、
消化液（しょうかえき）が自分の胃を消化してしまう場合があります。
心配事や強いストレスを感じ続けると、
胃の壁から出ていた、胃粘膜（ねんまく）がうまくでてこなくなって
消化液（しょうかえき）の塩酸（えんさん）が
直接、胃の壁にさわるようになって
胃を消化してしまうことがあります。
こうなると、胃が痛いと感じるようになります。
私たちの胃は、うすい膜で守られているんですね。
なんとも頼りない感じもしますが、うまくできているんですね。
自分の消化液しょうかえき）で、胃が消化されないように
気をつけていかないといけませんね。
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どうして、海の水はしょっぱいの？
気が遠くなるほどの時間をかけて、海の水に塩が溶けていったんです
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海に遊びにいって、海の水を飲んでしまったなんてことがありますよね。
飲んでしまったことがなくても、海の水が口の中に入ってしまったことは
たぶん、ありますよね。
それで、海の水はしょっぱい！と知りますね。
どうして、海の水はしょっぱくなっているのでしょうか。
塩がとけているからですよね。
しょっぱい水には、塩が溶けている。
そうです。その塩はどこからきたんでしょうか。
ちょっと詳しく知りたくなりますね。
ある調査によると、海の水、1リットルの中には、
約135gくらいの塩が溶けているそうです。
こんなに塩が溶けているんだから、しょっぱいはずですね。
大昔、地球が誕生して、海ができたばかりのころは、
海に塩は溶けていなかったと考えられています。
しょっぱくない海だったんですね。
地球がまだできたばかりのころは
今、私たちが吸っているような空気がなくて、
二酸化炭素（にさんかたんそ）や塩素（えんそ）
というモノがいっぱいだったと考えられています。
二酸化炭素（にさんかたんそ）は、私たちが呼吸で吐き出す息にも入っていて
植物が光合成（こうごうせい）をするときに使う気体です。
火山から出てくる煙にあります。
塩素（えんそ）は、たくさんあると私たちの体に良くないモノです。
生き物の体を作っている細胞（さいぼう）をこわして殺してしまう力があります。
薄くして、水道水やプールの水の消毒（しょうどく）などに
使われたり、お風呂のカビ取り洗剤などに使われています。
地球ができたばかりのころには、
空に塩素（えんそ）がたくさんあって、
それが雨にまじって地面に降ってきました。
塩素（えんそ）が溶けた水が、地面の岩にしみこんで、
岩のなかにあったナトリウムという名前のついた
金属とくっつてしまったと考えられています。
塩素とナトリウムがくっつくと、塩ができます。
こうやってできた塩が、川に流れ出て、
海に流れ込んで、海の水に塩がたまっていったため
海の水がしょっぱくなったと考えられています。
海の水がしょっぱいのは、
地球ができたばかりのころから、何億年もかけて
気の遠くなるような時間をかけて、
塩が溶け込んだんですね。
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どうして、温泉は温かいの？
地球の内側の地面の下は熱いので、地下水が温められるんです
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温泉は、温かくて気持ちがいいですね。
温泉は地面を掘っていくとでてきますね。
でも、地面を掘って出てくる井戸水は
温泉のように温かくありません。
地面を掘って、温かい水が出てくるのと
井戸水のように普通の水が出てくる場合があるのは
なんかちょっと不思議に思えてきますね。
もうちょっと詳しく知りたくなりますね。
温泉は地面を掘っていくと出てきます。
火山の近くの地面を掘ると温泉がでることが多いようです。
火山の下には、岩がドロドロに溶けたマグマと呼ばれるモノ
があることが多いのです。
マグマはとても温度が高くて、
火山が噴火（ふんか）して飛び出してくることもあります。
噴火（ふんか）して飛び出したマグマは溶岩（ようがん）と呼ばれています。
地面の下には、水が流れているところもあります。
地面の下にも川のようなところがあるんですね。
地下水と名前がついています。ちょっとカッコいい呼び方ですね。
地下水の流れるところに、高温のマグマが近いとところにあると
地下水が温められます。
地面から穴を掘っていって、この地下水を汲み上げると、
温かい温泉になります。
地下水の近くに高温のマグマがないと、温かい温泉はでてこないんですね。
ところで、
私たちが住んでいる地面は熱くないのですが、
地面のもっとしたほうの
地球の内部はとても高温で数1000℃もあります。
今から38億年前に地球ができたときは、
地球全体が温度がものすごく高かったと考えられています。
その後、何億年もかけて
表面がだんだん冷えて、地面ができて、
私たちが住めるようになったんですね。
でも、まだ完全に冷えきっていなくて、
まだ地球の内部の深いところは温度が高いんですね。
さて、
地球の内側が熱いということは、
地面から穴を掘って、もっともっと深く掘っていくと
だんだん熱くなっていくんですね。
もし、地面からどんどん穴を掘り進んで、
さらにどんどん掘り進んでいって、
そこに地下水が流れていると、温かい地下水になります。
この地下水を汲み上げると、温かい温泉になるんですね。
火山の近くじゃないところでも温泉がでるのは
このせいなんですね。
温泉は、地球の内側が熱いから出てくるんですね。
地球に住んでいてよかった。
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どうして、モノが溶ける温度が違うの？
モノを作っているおおもとの原子（げんし）どうしの結びつきの強さが違うんせいなんです
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どうして、紙のナベは燃えないの？
紙ナベの中の水が沸騰（すっとう）するときは、100℃以上にならないんです
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水はミクロの目で見てみると、水分子（ぶんし）と名前のついた
水の分子が飛び出してくる、沸騰（ふっとう）する温度は100℃です。
スープの中の水の中の水分子（ぶんし）が元気に動き回って、
だから、
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どうして、磁石にくっついたクリップにクリップがくっつくの？
クリップの中にミニ磁石があって、ミニ磁石の向きがそろってしまうんです
紙をちょっとたばねておくために使う、ゼムクリップ。
磁石にくっつくモノは、
これと同じようなことが、
磁石からでている磁石のエネルギーは、
ゼムクリップを磁石から離すと、
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どうして、サビができるの？
鉄と酸素（さんそ）が電子（でんし）のやりとりをして変化してしまうんです
鉄を分解していくと、ミクロの鉄原子（げんし）になります。
サビには、小さな穴がたくさんあいていて、
だから、鉄がサビないようにペンキを塗るんですね。
金や銀の金属は、酸素（さんそ）と反応しないので
鉄は酸素（さんそ）と仲良しだから、サビないようにするためには
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どうして、シャボン玉はいろんないろに見えるの？
シャボン玉の膜で反射した光が強くなったり弱くなったりしているんです
シャボン玉をうまくつくって、その表面を見てみると、
虹のような色がゆらゆらをゆらいで見えます。
キレイな模様ですね。
ところで、シャボン玉の表面は、
どうしてこんな風に見えてしまうんでしょうか。
シャボン玉の薄い膜のなかで何が起きているのか
ちょっと詳しく知りたくなりますね。
シャボン玉の前に私たちが見える光について考えてみます。
光には、目に見える光と目に見えない光があって、
全部あわせて電磁波(でんじは)と名前がついています。
私たちが見ている光は電磁波(でんじは)の仲間なのですね。
目に見えない光は、レントゲンで使うエックス線や、携帯電話でつかう電波、
電子レンジでつかうマイクロはなど、たくさん種類があります。
目に見える光は、虹色で見える種類くらいです。
意外と私たちの見えている光は少ないんですね。
光の種類の違いは、光の波の長さの違いのことをいいます。
光には、海の波のように、山ー谷ー山ー谷・・という振動があって、
山から山の長さのことを、波の長さという意味で、
波長(はちょう)と名前がついています。
波長(はちょう)といったほうが、ちょっとカッコいいですね。
光の種類は、この波長(はちょう)の違いなんですね。
私たちの目は、
波長(はちょう)が短いと青や紫色に見えるように感じます。
波長(はちょう)が長いと赤っぽくみえるように感じます。
波は、山ー谷ー山ー谷・・と振動していますが、
同じ波長(はちょう)の波どうしが、ぶつかった時、
波の山が大きくなって強くなったり、逆に
波の山と山が打ち消し合って、波の山が小さくなって弱くなったりします。
波の山と山、谷と谷がぴったりかさなるタイミングだと、
波の山が大きくなって、波は強くなります。
光の場合には、光は強くなって明るく見えるようになります。
逆に山と谷がかさなるタイミングだと、お互いに打ち消しあって、
波の山が小さくなって弱くなります。
光の場合には、光は弱くなって暗く見えるようになります。
波は、ぶつかってもケンカしない不思議な性質があるんですね。
このように波がぶつかって、光が強くなったり、弱くなったりする
性質がシャボン玉の表面が虹色に見えることと関係があります。
シャボン玉の膜に太陽の光が当たると、
膜の外側の表面で反射(はんしゃ)して帰ってきた光と、
膜の内側で反射(はんしゃ)して帰ってきた光の2つの光が、
私たちの目に届きます。
私たちがこの2つの光を見たときに、
山と山がかさなる波長(はちょう)の光は強く見えて、
山と谷がかさなる波長(はちょう)の光は弱く見えます。
こうやって、
目に届いたいろんな波長(はちょう)の光の中で
強くなった波長(はちょう)の光や、
弱くなった波長(はちょう)の光を見て
虹いろのようにキレイにみえるんですね。
どの波長(はちょう)の光が強くなって、
どの波長(はちょう)の光が弱くなるかは、
シャボン玉の膜の厚さや、
光が当たる角度によって変わってきます。
シャボン玉の膜の厚さは、ゆらゆら揺れていて一定していなくて、
厚くなったり、薄くなったりして、いつも動いています。
このため、見る角度や、シャボン玉の場所によって、
ゆらゆら虹いろがゆれてみえるんですね。
シャボン玉が虹のようにゆらゆらして見えるのは、
光に中に含まれていたいろいろな波長（はちょう）の光が
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どうして、ヒビが入った鏡には顔が写らないの？
鏡で反射した光が、あっちこっちへとでたらめに反射して行ってしまうんです
私たちが鏡を見たときにみている光は、
鏡のようにピカピカのモノは、ほとんどの光を、もと来た方向に反射します。
アルミフォイルを使うとよくわかります。
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どうして、ろうそくは吹くと消えるの？
燃えるモノは入っている気体のろうを吹き飛ばすからなんです
キャンプなどでバーベキューをするのは楽しいですね。
バーベキューで料理を作るときは、炭を使います。
炭に火をつけるときには、最初に小さく火がついたところを
吹いたり、風を送ったりして、
炭がどんどん燃えていくようにしますね。
風を送ったり、息を吹きかかけたりすることで、
どんどん酸素（さんそ）を送り込んでいるんですね。
ところで、お誕生日ケーキなどで使うろうそく。
これに息を吹きかけたり、風をおくると消えてしまいます。
酸素（さんそ）がどんどんくるから、どんどん燃えるんじゃないんですね。
なんかちょっと不思議で詳しく知りたくなりますね。
ろうそくに息を吹きかけると消えてしまうのは、
ろうそくから出てきた燃えるモノを吹き飛ばしてしまうからなんです。
普通の状態ではろうそくは固体ですね。
ろうそくの芯に火をつけると、
ろうそくが熱のエネルギーを食べて、
固体のろうが溶けて液体になります。
ろうそくの芯に近いところをよくみてみると、
溶けたろうが見えます。
ろうそくを傾けると、垂れてきたりしますね。
溶けたろうは、さらに熱のエネルギーを食べて、
気体になります。
気体になったろうが燃えるモノになるんですね。
気体になったろうは、空気の中の酸素（さんそ）と反応して
燃えて二酸化炭素（にさんかたんそ）と水に変化します。
二酸化炭素（にさんかたんそ）は、
水は、酸素（さんそ）と水素（すいそ）というモノがくっつく反応をするとできます。
気体になったろうのなかには、
炭素（たんそ）と水素（すいそ）が含まれているんですね。
酸素（さんそ）をたくさん送り込もうとして、
息を吹きかけると、燃えるモノの気体のろうが
吹き飛ばされてしまうんですね。
このせいで、ろうそくは、息を吹きかけると
炎が消えてしまうんですね。
酸素（さんそ）がいっぱいある試験管にろうそくを入れるとよく燃えるのは、
燃えるモノが入っている気体のろうが吹き飛ばされないからなんですね。
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どうして、雨粒は痛くないの？
雨粒が落ちてくる時に、空気にじゃまされて加速しなくなるんです
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。
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モノを落とすと壊れることもありますね。
高いところから落とすと、
壊れる可能性は高くなります。
ちょっと上から落ちたモノが体に当たっても
少し痛いかな～くらいですけど、
高いところから落ちたモノが体に当たると、
小さいモノであっても、イテテと、結構な痛みを感じます。
空の高いところから落ちてくる雨。
雨が体に当たっても、痛くないですね。
これはなんか不思議ですね。どうなっているんでしょう。
ちょっと詳しくしりたくなりますね。
雨は、雲の中で小さい水滴がくっついて大きな粒になって
雲の中て浮いていられなくなって、地面に落ちてきた水滴です。
大きい水滴の雨もあれば、小さい水滴の雨もありますね。
霧は小さい水滴ですね。
大雨の時の雨は、結構大きな水滴ですね。
さて、
雨が雲の中から地面に向かって落ちてくるとき、
空気の中を通って来なくてはなりません。
雨粒は、空気をかきわけて地面に向かって進んで
落ちてくるんですね。
空気の中をかきわけて進んでくるので、
空気がじゃまをして、抵抗になります。
空気がじゃまをする抵抗は、
落ちていくスピードが速くなると大きくなる性質があります。
自動車で走っているときに窓から手を出していると、
ゆっくり走っているときは、あんまり手に風を感じなかったけれど、
だんだんスピードが速くなってくると、
手に感じる風が強くなってきます。
これと同じことが雨が落ちてくる時に起きているんですね。
雨が落ちてくるのは、地球が雨粒を引っ張っている力が
働いているからなのです。
宇宙には、モノとモノが引き合う不思議な力があって、
雨粒と地球も引き合っています。
この不思議な力には、名前がついていて
重力(じゅうりょく)と呼ばれています。
重力(じゅうりょく)は重たいモノになるほと、大きくなる性質があります。
地球はあまりにも大きくて動かないので、雨粒が動いて
地球の中心に向かって落ちてくるようになるんですね。
雨粒には、
重力(じゅうりょく)で地球の中心向かって引かれる下向きの力が作用していて、
さらに、
落ちていく時に、空気がじゃまする上向きの力も作用しています。
雨粒が重力(じゅうりょく)で落ちていくと、
どんどん加速してスピードが速くなります。
それと同時に、
空気が落ちていくのをじゃまする抵抗も大きくなります。
そうすると、あるタイミングで、
重力(じゅうりょく)で下に引かれる力と、空気の抵抗の上向きの力が
同じになるときが来ます。
こうなると、雨粒は、それ以上、加速して落ちていくことをやめて、
一定のスピードで落ちていくようになります。
雨粒が小さいと軽いので重力(じゅうりょく)で引かれる力も弱いので
落ちていくスピードがそれほど速くならないでも
それ以上加速しない状態になって、
一定のスピードで落ちていきます。
この場合の雨は、痛くないです。
ちょっと大きな雨粒の場合には、
重たいので重力(じゅうりょく)で引かれる力もちょっと大きくなって、
落ちていくスピードも速くなります。
そして、
重力で引かれる下向きの力と、空気の抵抗の上向きの力が
同じになるスピードがちょっと速いスピードの時になって、
そのときのスピードで、
それ以上加速しないで落ちていきます。
この場合の雨は、雨粒のスピードが速いのでちょっと痛いです。
雨粒がいたくないのは、
空気の中をかきわけて雨粒かおちてくるときに、
空気がじゃまして、それ以上おちてくるスピードが
それ以上加速されなくなるせいだったんですね。
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どうして、水風船はヨーヨーみたいになるの？
水風船がもっている揺れやすいタイミングがあるんです
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お祭りなどで売っている、風船に水が入っていて、
ゴムで口をしばってある水風船、ありますね。
うまくタイミングをあわせて手を振れば、
水風船はヨーヨーのようにできますね。
反対に、タイミングが合わないと、
いくら大きく手を振っても、
水風船はヨーヨーのようになってくれません。
力をいれないほうが大きく振れて
ヨーヨーのようになるのはちょっと不思議な感じがしますね。
なにかヒミツがありそうで、ちょっと詳しく知りたくなりますね。
そのまえに、ちょっと、周波数(しゅうはすう)という言葉の説明をします。
周波数(しゅうはすう)は、周期的に振動する波の数、のことで、
いちいちこう言っていると面倒なので名前がついています。
もうすこし詳しく言うと、１秒間に通過した波の山の数です。
周波数(しゅうはすう)がいと、１秒間に通過した波の山の数が多くなります。
周波数(しゅうはすう)が低いと、１秒間に通過した波の山の数が少なくなります。
さて、モノには不思議な性質があります。
すべてのモノには、揺れやすい、すなわち振動しやすい、
周波数(しゅうはすう)が必ずあるのです！
モノの材料や形によって、振動しやすい周波数はさまざまで、
必ずモノには振動しやすい周波数(しゅうはすう)があります。
理科の実験では、音さを使って実験する場合もありますね。
同じ音さを並べて、片方をたたいて振動させると、
もう片方の音さは、たたかなくても自然に振動しはじめます。
モノがもともと持っている振動しやすい
周波数(しゅうはすう)の振動がくると、
力を加えなくても、モノは振動を始めるんですね。
この性質が、水風船のヨーヨーと関係があるのです。
水風船とつながっているゴムヒモを指につけて、
いいタイミングで手を上下に振ると、
すこしの力で、
水風船が大きく揺れてヨーヨーのようになります。
水風船とゴムヒモの揺れやすい周波数で、
手を上下に振ったせいで、
少しの力で大きく上下に揺れるようになったんですね。
水風船とゴムヒモの揺れやすい周波数とずれた周波数で
力一杯手を振っても、力一杯風船をたたいても、
うまく水風船はゆれないでヨーヨーのようになってくれません。
モノには、名前のように振動それぞれ振動しやすい
周波数(しゅうはすう)があるんですね。
振動は身近でおもしろい現象ですね。
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どうして、絵の具を混ぜると黒くなるの？
絵の具を混ぜると全部の光が吸収されて出てこなくなるんです
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。
いろんな色の絵の具を混ぜたことありますよね。
キレイな色を混ぜたんだから
もっとキレイな色になると思ったら、
黒い色の絵の具になってしまった・・・。
どうして、こんなことになるんでしょうか。
分かりそうで、ちょっと不思議。
少し詳しく知りたくなりますね。
私たちがモノの色がみえる時は、
モノから反射してきた光が目に届いて、
その光が何色かどうかを、
脳のなかで決めています。
リンゴが赤くみえるのは、
リンゴから反射して目に届いた光を
脳のなかで、赤色にしようと決めているからなんですね。
私たちが、透明とか、白と感じる光は、
たくさんの種類の光が混ざっています。
太陽の光も、たくさんの光が混ざっています。
たくさんの光が分解されて
見えるようになったのが虹なんですね。
さて、
絵の具を混ぜると黒くなるのを
簡単に調べてみるために、
赤色と青色と黄色の3色の絵の具で考えてみます。
赤い色の絵の具は、
たくさんの種類の光が絵の具に当たって、
赤い色の光だけを反射して、目に届くから
赤くみえるんですね。
そのほかの種類の光の、青色と黄色の光は、
絵の具の中へ入っていって、
絵の具の温度を高くするために使われます。
青くみえる絵の具は、
青く見える光だけを反射しています。
そのほかの種類の光の、赤色と黄色の光は、
絵の具の中に入っていって
絵の具の温度を高くします。
黄色に見える絵の具は、
黄色く見える光だけを反射していて、
そのほかの種類の光の、赤色と黄色の光は、
絵の具の中に入っていって
絵の具の温度を高くします。
ちょっとまとめてみますと、
赤い絵の具は、
赤い色の光を反射して、
青色、黄色の光は、絵の具の中に入って行って出てこない。
青い絵の具は、
青い色の光を反射して、
赤色、黄色の光は、絵の具の中に入って行って出てこない。
黄色い絵の具は、
黄色い光りを反射して、
赤色、青色の光りは絵の具の中に入って行って出てこない。
赤色、黄色、青色の絵の具を全部まぜると、
全部の光が、絵の具の中に入って行って出てこなくなってしまいます。
そして
反射して目に届く光りがなくなって、
絵の具から反射して目に届く光りがなくなるので、
黒く見える絵の具になってしまうんですね。
絵の具の色の見え方は、光の吸収と反射の結果だったんですね。
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
ホームページ http://www.minna-no-kagaku.com/
メールアドレス minna.no.kagaku@gmail.com
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ブログ内容を分かりやすく再編集した、さやしい理科と科学のお話です。
身の回りの、どうして？が、そうだったんだ！と感動するお話です。
こどのも好奇心を伸ばす読み物として喜ばれています。
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どうして、ケシゴムで字が消せるの？
紙の中に入り込んだ鉛筆の芯を電気の力ではぎとっていくんです
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。
消しゴムは、いろんな種類があって楽しいですね。
昔は、キン肉マンというマンガのキャラクター
の消しゴムを集めるのは流行ったりもしました。
いつも消しゴムを使っているけれど、
一度書いた文字が消える！というのは、
なんか不思議で手品みたいですね。
どうやって、消しゴムは文字を消しているのでしょうか。
ちょっと詳しく知りたくなりますね。
消しゴムで字が消えるしくみの前に
鉛筆で紙に文字が書けるしくみを見てみます。
鉛筆の材料は、主に黒鉛(こくえん)と粘土(ねんど)です。
黒鉛が(こくえん)多いと、
濃い黒になって柔らかい鉛筆の芯になります。
鉛筆の黒い色は、黒鉛の色なのですね。
次に紙の中をちょっと詳しくみてみます。
紙は、植物の繊維(せんい)が絡みあってできていて、
ミクロの目でみると、
繊維(せんし)どうしに隙間(すきま)があって、
デコボコでザラザラ状態です。
鉛筆で紙に文字を書くときは、
紙の繊維(せんい)のスキマに、
鉛筆の黒鉛(こくえん)が削(けず)り取られて、
はいりこんでいきます。
これで、紙に文字がかけるようになるんですね。
黒鉛(こくえん)が削(けず)りとられて、
紙の繊維(せんい)の間に入り込んでいるだけだと、
振ったり、さかさまにしたりすりすると、
黒鉛(こくえん)が落ちたり、
ふりとばされたりしそうですね。
でも、振ったり、さかさまにしたくらいで
字が消えることはないですね。
どうしてか？もうすこし詳しくみてみます。
鉛筆の材料の黒鉛(こくえん)を分解していくと、
ミクロの粒粒になって、
ミクロの粒粒は、原子(げんし)という名前がついていて、
黒鉛(こくえん)の中の原子(げんし)は、
炭素原子(たんそげんし)という名前がついています。
炭素(たんそ)は、
だいたいほとんどのモノになかに入り込んでいて
私たちの体も炭素(たんそ)を土台にして、
細胞(さいぼう)がつくられています。
紙を作っている植物の繊維(せんい)も分解していくと
ミクロの粒粒の分子(ぶんし)になります。
紙の分子(ぶんし)は、
いくつかの原子(げんし)が集まってできた
ちょっと複雑なミクロの粒粒の名前です。
よくみてみると、なんと
紙の繊維(せんい)の間に入り込んでいる
黒鉛(こくえん)のモトの炭素原子(たんそげんし)は、
紙の繊維(せんい)の分子(ぶんし)と、
お互いに電気の力で引き合っているんです！
これはちょっとむずかしい！
イメージがつかないですね。
原子(げんし)や分子(ぶんし)がくっつく現象には
結合（けつごう）という名前があります。
結合（けつごう）にもいくつか種類があって
名前がついています。
この名前がややこしい名前なので
まぁここは、そうなんだ～っと軽く流しましょう。
この電気の力のせいで、
紙を振ったり、さかさまにしても
黒鉛(こくえん)のモトの炭素原子(たんそげんし)が
紙の繊維(せんい)の分子(ぶんし)と離れないから
字が消えないんですね。
消しゴムは、
紙を作っている植物の繊維(せんい)のあいだに入り込んで
紙の繊維(せんい)の分子(ぶんし)と
電気の力でくっついている
黒鉛の炭素原子(たんそげんし)を
引き離して、消しゴムのほうにくっつけてはぎ取っています。
黒鉛のモトの炭素原子(たんそげんし)は、
紙のモトの原子(げんし)と
電気の力で引き合っていたので、
振ったり、さかさまにしても簡単には、
離れません。
消しゴムは、
この引き合っている力より強く炭素原子(たんそげんし)
を引き付けるような材料で作られているんですね。
そのほか、消しゴムのなかには、
粘土もはぎとっていく材料もふくまれていて、
紙に書いた文字がきれいに消えるようになっています。
鉛筆で文字が書ける、消えるということにも、
電気の力が関係していたんですね。
普通に見ると不思議な現象も、ミクロの目でみると、
ちから比べになっているんですね。
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
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どうして、水のなかに垂らした色水が自然に広がっていくの？
水の分子(ぶんし)が動きまわっているからなんです
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。
コップにためた水に、絵の具で色をつけた色水を一滴たらすと、
色水はコップの水全体に広がっていきますね。
水をまぜると、もっと速く色水はコップ全体にひろがっていきます。
でも、混ぜなくても自然に色水はひろがっていきます。
何か色水が広がっていくような力があるのでしょうか。
なんとなく不思議で、ちょっと詳しく知りたくなりますね。
そのまえに、ちょっと実験を考えてみます。
テニスボールをバケツ一杯にいれて、
ひとつ目印をつけたテニスボールをいれて、
バケツをたたいたり、ゆすったりしてみます。
どうなるか・・・・なんにも起きないですね。
目印をつけたボールは、
最初においた位置からほとんど動きませんね。
次は、
ビーズのような小さい粒粒でバケツを一杯にして、
ひとつ目印をつけたビーズをいれてみます。
どうなるか・・・
目印をつけたビーズは、どこかへ動いてしまいます。
バケツをたたいり、ゆすったりすると、
目印をつけたビーズは、
最初においた場所から、
適当な好き勝手な場所へと動いていって、
ほかのビーズの粒粒の中に混ざっていきます。
どうやら、
小さい粒粒が動いたりすると、よく混ざるようですね。
実は、
水の中にたらした色水でも同じようなことが起きています。
水は分解していくと、
水分子(ぶんし)という小さいミクロの粒粒になります。
あまりに小さすぎて目に見えないのですが、
水は、水分子(ぶんし)がたくさん集まってできています。
ここでちょっと不思議なことが起きています。
宇宙を作った”神様”は、
分子(ぶんし)ようなミクロの粒粒は、
熱のエネルギーを食べると、
元気になって動きまわるように作ってしまったのです。
熱を食べればどんどん、激しく動きまわるようになって、逆に
冷えていくとどんどん元気をなくして、あんまり動き回らなくなって、
マイナス237℃になると、完全に動きが止まって居眠り状態になります。
絵の具で色をつけた色水も、コップの中の水も、
マイナス273℃より温度が高いので、
水分子(ぶんし)は、あっちこっちへと動き回っています。
ビーズの粒粒でいっぱいにしたバケツををたたいたり、
ゆすったりして粒粒を動かしたのと同じ状態になっているんですね。
コップの中の水の水分子(ぶんし)と色水の分子(ぶんし)は
元気に動き回っています。
こうやって、小さいビーズの粒がバケツの中で広がったように
色水はコップのなか全体にジワジワっとひろがっていきます。
コップの中がお湯だった場合には、
水分子(ぶんし)は、
熱のエネルギーをたくさん食べていて
勢いよく動きまわるので、
もっと勢いよくは混ざっていきます。
お湯の場合の方がはやく、
色水がひろがっていくのはこのためだったんですね。
水の中は、
意外にも分子(ぶんし)が動きあっていて
さわがしいところなんですね。おもしろいですね。
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どうして、世界のどこでも地面にたっていられるの？
地球が中心に向かって私たちを引っ張っているからんです
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。
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宇宙からの写真でみると、地球は丸い形をしていますね。
正確には、ちょっと赤道あたりが長い楕円ですが、
だいたい丸いです。
地球は丸い形だから、もし日本から穴を掘り続けると
反対側に出ることになりますね。
地球は丸いので、どこにいても、その反対側があります。
ところで、
世界のたくさんの国の人たちはどうして
地面に足をつけて立っていられるんでしょうか。
日本の反対側だからといってみんな逆さまに逆立ちして
いる訳ではありませんね。
ちょっと詳しく知りたくなりますね。
私たちが、地面に足をつけて立っていられるのは、
地球が、地球の中心に向かって
私たちを引っ張っているからなのです。
宇宙には、不思議な力があって、
モノとモノはお互いに引き付けあう力がいつも働いています。
この不思議な力は重力(じゅうりょく)と名前がついています。
重力(じゅうりょく)は、宇宙のどこまでも伝わっていきます。
重力(じゅうりょく)には不思議な性質があります。
モノとモノの距離が近くなると、どんどん引き合う力が強くなるけれど、
モノとモノの距離が離れると、どんどん引き合う力が弱くなるという
不思議な性質があります。
私たちは、いつも太陽や他の宇宙の星と
お互いに引き合う力を受けているんですね。
でも、
太陽や他の星までの距離が遠すぎるので、
引き合う力が弱いんですね。
私たちに一番近い星は、地球です。
私たちと地球はお互いに強く引き合っているんですね。
私たちが空中に浮いてしまわないで、自由に動ける程度に、
私たちと地球はお互いに引き合っているんですね。
地球が地球の中心に引っ張る重力があるために
私たちは、世界のどこに行っても
地面に立っていることができるんですね。
もし、
地球がもっと大きな星で重たい星だったら、
地球が、中心に引っ張る力が強すぎて、
一歩あるくのも大変な運動になってしまうかもしれませんね。
もし、地球が私たちを引っ張る力が大きくなると、
体重も重たくなってしまうので、
足も太くなってしまうかもしれませんね。
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どうして、コップに水をいれると音が変わるの？
コップが重たくなると音がかわるんです
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。
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コップに何もいれないでフチをたたくと、コンと音がします。
コップに少し水を入れてフチをたたくと、ちょっと音が変わります。
コンという音だったのが、ちょっと響きをもつようになります。
コップにたくさん水を入れてフチをたたくと、
またちょっと音が変わります。
同じようにコップのフチをたたいているのに、
音が変わるのは、どうしてでしょうか。
何が起きているのか詳しく知りたくなりますね。
私たちが音が聞こえるのは、
空気の振動を耳の中の細胞がキャッチして、
脳に電気信号を送って、
脳の中で電気信号が組み合わされて
聞こえたと感じるようになります。
ところで、
振動は、海の波のように山、谷があって、波ともいいます。
空気の振動のことは音波（おんぱ）と言います。
空気の濃い部分と薄い部分が
互い違いにできて、波のようになって、
伝わっていくんですね。
これをいちいち説明するのは面倒なので
音波（おんぱ）と呼ぶんですね。
空気の濃い部分が波の山になって、空気の薄い部分が、
波の谷になって伝わっているイメージです。
空気の濃い部分と薄い部分は、
何かモノが空気の中で振動すると必ずできてしまいます。
さて、
コップのフチをたたくと、コップが振動します。
それで、
コップの周りの空気が振動して音波ができます。
ここで、ちょっと複雑なことが起きます。
モノには、大きさや形によって、
振動しやすい振動数(しんどうすう)が必ずあります。
振動数(しんどうすう)は、１秒間に現れる
振動の山の数のことを言います。
振動を身体検査する場合には、
山の大きさと、１秒間の山の数
を調べることになるんですね。
この振動数のことを、
固有振動数(こゆうしんどうすう)と名前がついています。
私たちひとりひとりに名前があるのと
なんとなく似ていますね。
同じ固有振動数(こゆうしんどうすう)のモノが2つあると、
片方を振動させると、
なにもしなくても遠く離れた、
もう一方のモノも大きく
振動し始める不思議な現象がおきます。
この現象を、いちいち説明していると、めんどうくさいので
共鳴(きょうめい)と名前がついています。
コップの振動が、
コップの中にある空気の揺れやすい振動と同じだと、
コップの中にある空気が、大きく振動し始めます。
これで、音波ができて大きな音が出るようになります。
そして、
コップの中に水を入れたときは、
コップが重たくなっています。
重たくなると、振動数(しんどうすう)が減って
低い音がでるようになる特徴があります。
私たちも、軽いモノは速く揺することができますが、
重たいモノは、速く揺することができなくなって、
ゆっくり揺らすことしかできませんね。
これとよく似ています。
コップの形によっても、ちょっと変わってきます。
この現象は、古くから知られていて、
グラスハープという名前で呼ばれています。
意外に複雑なしくみで、
なかなか奥がふかいですね。
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どうして、磁石を割っても磁石なの？
磁石の中にミニ磁石がたくさんあるんです
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。
お店にいくといろいろな磁石を売っていますね。
割れにくくなるように工夫されているので、
なかなか割れたりすることはないのですが、
ちょっと大きな磁石は、たまに磁石が割れることがあります。
このときちょっとよくみてみると、
割れた磁石は、やっぱり磁石になっていることに気がつきます。
磁石の力がこわれないんですね、なんかちょっと不思議ですね。
磁石の中でなにが起きているのか、ちょっと詳しく知りたくなりますね。
磁石の中をちょっと詳しく見てみると、
ミニ磁石がたくさん集まっています。
磁石は、ミニ磁石が中でキチンとならんでいて
方向が全部そろっていて、
N極とS極が端っこに現れるんですね。
磁石でないモノの中のミニ磁石は、
あっちこっちとバラバラの方向を向いているんですね。
このせいで、磁石の力が打ち消し合って
端っこにN極、S極が出てこないんですね。
磁石の場合は、割っても、中でキチンとならんでいる
ミニ磁石の方向は、バラバラになることがなくて、
やっぱりキチンとならんだままです。
このせいで、割れた磁石の端っこには、
N極とS極が現れるようになるんですね。
ミニ磁石のサイズは、ミクロの原子(げんし)サイズで
ものすごく小さいので、
どこまでも、小さく割っても
N極とS極が出てきます。
もうちょっと詳しく見てみると、
原子(げんし)の中に住んでいる電子(でんし)という粒が
グルグルと飛び回っていることが、
磁石のおおもとになっています。
これは、ミクロのことなのですが、
電線をクギなどにグルグル巻いて、
電線を電池につないで電流(でんりゅう)を流すと
クギが磁石になる、電磁石(でんじしゃく)と同じなのです。
電子(でんし)が電線の中を通って、ぐるっと１周すると
磁石になるんですね。
とても不思議な現象です。
さて、
キチンとならんでいたミニ磁石の向きが、
ちょっとくるってしまって、
端っこに、
磁石のN極とS極が出てこなくなってしまう時があります。
それは、
磁石をおとしたりして、激しい衝撃が加わったときと、
磁石加熱したりして、温度が高くなったときです。
これらの場合は、
ミニ磁石に、衝撃のエネルギーや熱のエネルギーが
伝わって、ミニ磁石がブルブル動き始めて、
ミニ磁石の向きが狂ってしまうんですね。
磁石は不思議でおもしろいですね。
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蛯原ようすけ
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どうして、音が来た方向が分かるの？
脳の中で聞こえ方を計算しているんです
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。
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なにか別のことをしていても、
音が聞こえた方向がなんとなくわかることありますね。
なんか当たり前のようだけれど、よく考えてみると
どうして、そんなことができるのかなぁ
とちょっと不思議ですね。
耳が左右についていることが、なにやら関連していそうな
感じがします・・・もうすこし詳しく知りたくなりますね。
音がきた方向がわかるのは、右の耳に届いた音の振動と、
左の耳に届いた音の振動の、わずかな時間差を
脳のなかで計算して、
音がきた方向を予測することができるからなんですね。
正面からきた音の振動は、
両方の耳に同じタイミングで、
同じ大きさで伝わってきます。
右からの音の振動は、最初右の耳に届いて、
次に頭でじゃまされながらも、
音の振動は左の耳に届きます。
これで、左の耳に届くタイミングが少し遅くなります。
さらに、頭がじゃまするので、音の大きさも変わります。
脳のなかでは、音が左右の耳に届くタイミングと音の大きさ
の情報から音がきた方向が分かるように計算をします。
すごいですね、私たちの脳は！
しかし、どうやら
低い音は、右の耳にも左の耳にも同じ大きさに聞こえてしまうようです。
このため、低い音はどこからきたのかが分かりにくい
ということがわかっています。
低い音は、じゃまするものがあっても、
裏側へと回り込みやすいんですね。
大きな海のなみが、ブロックがあっても、
すんなり通り抜けてしまうのとよく似ていますね。
じゃまするモノがあっても、裏へまわりこんで行くのは、
波の性質の特徴(とくちょう)です。
音も、空気の濃いこところと薄いところが交互にできる
波なんですね。
右横から音が来た場合とよく似ている場合で、
右前からきた音の振動は、最初右の耳に届いて、
ちょっと遅れて左の耳に届きます。
頭がじゃましないので、
同じ大きさの音の振動が伝わります。
右横から音が来た場合とよく似ていますが、
よく似ていて少し条件でも、
脳のなかではちゃんと計算して、
音がきた方向を予測できます。
自分の頭が音の振動をじゃましたときにどんな風になるかを
成長するとともに、学習して記憶していると言われています。
もし、自分のあたまの形を突然変えてしまったら、
音が聞こえる方向がわからなくなってしまうかもしれませんね。
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どうして、リモコンでチャンネルが変わるの？
赤外線(せきがいせん)を送信、受信しているんです
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テレビもエアコンも・・たくさんの製品に
リモコンがついていますね。
リモコンがあると、
いちいちテレビやエアコンのところまで行って、
スイッチを切り替えなくてよくて、
手元でスイッチをきりかえることができて便利ですね。
ところで、リモコンでどうやってスイッチを変えているのでしょうか。
リモコンとテレビ、エアコンの間でなにが起きているのでしょうか。
ちょっと詳しく知りたくなりますね。
リモコンからは、赤外線(せきがいせん)という目に見えない光が出ています。
光には、目に見える光と目に見えない光があるんですね。
赤外線(せきがいせん)は、光のスピードで空間を伝わっていきます。
光のスピードは、1秒間に約30万キロメートル進みます。
リモコンからは、赤外線(せきがいせん)のオンオフの信号が放たれます。
リモコンの先端(せんたん)のところを良く見ると、
何か小さい豆電球のようなものが見えます。
ここから赤外線(せきがいせん)が放たれています。
赤外線(せきがいせん)は目に見えませんが、
赤外線(せきがいせん)を映すことができるカメラを使うと、
赤外線(せきがいせん)を見ることができます。
機種にもよりますが、
デジタルカメラで見ることができるものもあります。
赤外線(せきがいせん)を見ることができるカメラで
リモコンを見てみると、
リモコンの先端(せんたん)のところから、
点滅する信号が出ていることが分かります。
テレビやエアコンの中では、
リモコンから放たれた赤外線(せきがいせん)の点滅を受信して、
点滅のパターンを調べて、
どのボタンが押されたかをコンピュータで判断して、
チャンネルを変えたり、
温度設定を変えたりしています。
赤外線(せきがいせん)は暖かいものからも放たれていて、
私たちのからだからも出ています。
それでも、テレビやエアコンが動かないのは、
テレビやエアコンの中では、
赤外線(せきがいせん)の点滅を受信して、
点滅のパターンを調べているからなんですね。
赤外線(せきがいせん)は、
光の仲間なので、
光と同じようにモノにぶつかると反射する性質があります。
このせいで、壁に向かってリモコンを操作しても、
テレビやエアコンが切り替わることがあるんですね。
リモコンは赤外線(せきがいせん)という見えない光、
で動いていたんですね。
【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
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どうして、電子レンジでチンしても、うまく温まらないところができるの？
電子レンジの中の電磁波（でんじは）が、食べ物の表面のミネラルに吸収されてしまうんです」
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。
電子レンジは、いろんな食べものを温めることができて、
私たちの生活にかかせない家電製品ですね。
ところが、うまく温まらずに、たまに、あれ？っと思うこともありますね。
食べものによっても、 うまく温まるときと、イマイチの時があったり・・。
どうして、こんな”ムラ”が起きてしまうのでしょうか。
ちょっと不思議な感じがして、詳しく知りたくなりますね。
電子レンジの中で、食べものをチンしているとき、
何が起きているのか、ちょっと詳しく見てみます。
電子レンジの中では、電磁波(でんじは)が出ています。
電磁波(でんじは)は光の仲間で、目に見える光は、
私たちが良く見る太陽の光などで、
そのほかにも、たくさん目に見えない光もあります。
全部合わせて、電磁波(でんじは)と呼んでいます。
電子レンジの中の電磁波(でんじは)には、
マイクロ波という名前がついていて、目に見えません。
電磁波(でんじは)は、海の波のように、
山ー谷ー山ー谷・・という感じで、波として進んでいく性質があります。
さらに、
電磁波(でんじは)は、電気のエネルギーを運んでくることができます。
電磁波(でんじは)の波が、山ー谷ー山ー谷・・となると、
電気のエネルギーの向きと、大きさが、
山ー谷ー山ー谷・・と変化するんですね。
目に見えない電磁波(でんじは)が、
電気のエネルギーを運んでくるのは、ちょっと不思議な感じですね。
ところで、
ほとんどの食べものには、水が含まれています。
水はミクロに分解していくと、
酸素原子（さんそげんし）と水素原子（すいそげんし）
からできた水の粒がたくさんあつまってできています。
この水の粒には、水分子（みずぶんし）と名前がついています。
水分子（みずぶんし）をミクロの目でみると、
酸素原子（さんそげんし）側にマイナス、
水素原子（すいそげんし）側にプラスの電気が偏っています。
ちょうど乾電池のように、全体としては電気を帯びていないけれど、
プラス極とマイナス極があるようなイメージですね。
電子レンジのマイクロ波がミクロの水分子(ぶんし)に当たると、
水分子(ぶんし)がマイクロ波の電気のエネルギーの波の振動にあわせて
上になったり、下になったりくるくる回転するようになります。
水分子(ぶんし)がプラスのところは、
電子レンジのマイクロ波の電気のエネルギーの波と同じ方向へ動こうとして、
水分子(ぶんし)がマイナスのところは、
電子レンジのマイクロ波の電気のエネルギーの波と反対の方向へ動こうとして
くるくると回転するようになります。
水分子(ぶんし)の回転は、1秒間に24.5億回！
想像もつかない、ものすごい勢いで回転します。
水分子(ぶんし)は回転しながら、
ほかの水分子(ぶんし)とぶつかりながら、摩擦(まさつ)をおこして、
熱を発生します。
こうして、食べものの中にある水が温かくなって、
食べ物が温かくなるんですね。
ところで、
食べものの中にミネラル(塩分など)が含まれていると、
加熱ムラを起こすことがあります。
ハム、味噌汁、スープ、カレーなどは、ミネラルが多く、
加熱ムラを起こすことがあります。
ミネラルは、マイクロ波を良く吸収するため、
ミネラルを含んだ水があると表面ばかり加熱されてしまいます。
ミネラルの中の原子(げんし)は、電磁波(でんじは)を食べると、
元気になって熱のエネルギーを出すようになる性質があります。
ミネラルにマイクロ波が当たると、
ミネラルの中の原子(げんし)がマイクロ波のエネルギーを食べてしまって、
元気になって、ミネラルの原子(げんし)からも、
熱のエネルギーが、出てくるようになるんですね。
このせいで、
食べ物の内部までマイクロ波が届かなくなって、外側はあつく、
内部は冷たいという加熱ムラを起こすことがあるんですね。
【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
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どうして、火を近づけるモノが燃えるの？
酸素原子(さんそげんし)と燃えるモノの原子(げんし)どうしで、電子(でんし)のプレゼントのやり合いが始まるんです
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。
ライターの炎を紙に近づけると、温度が高くなって紙が燃えますね。
ライターを近づけなくても、大昔の人たちは、
木と木をこすりあわせて、火をつけてモノを燃やしていました。
大昔の人たちがやっていた火のおこし方だと、
どうも、こすりあわせたところの温度が高くなって、
火がついたと考えられそうですね。
温度が高くなって火がついて、モノが燃えるとき、
モノのなかでなにが起きているのでしょうか。
あんまり気にならないけど、普段、私たちがよく出会う、
モノが燃えるという現象。
どうなっているのか、ちょっと詳しく知りたくなりますね。
ちょっとその前に、まずはモノがなにでできているのかまとめてみます。
モノは、小さく分解していくと、
目に見えない小さな粒の原子（げんし）になります。
もうちょっと詳しく見てみてみると、
原子（げんし）の中には、
中心に原子核(げんしかく)という重たい粒がいて、
そのまわりを電子(でんし)という軽い粒が飛び回っています。
実は、モノが燃えるときは、
モノを作っている原子（げんし）の中に住んでいる電子(でんし)と、
空気中の酸素（さんそ）の原子（げんし）の中に住んでいる
電子(でんし)が結びつくことがおきているんですね。
この電子(でんし)どうしが結びつくことを
化学反応(かがくはんのう)と呼んでいます。
化学反応(かがくはんのう)はすべて、
モノを作っている電子（でんし）が起こしているんですね。
特に、
酸素（さんそ）の原子（げんし）の中に住んでいる電子(でんし)と、
他のモノの原子(げんし)の中の電子(でんし)結び付く
化学反応（かがくはんのう）は燃える反応（はんのう）呼ばれていて、
燃焼（ねんしょう）と名前がついています。
さて、燃えるモノは、
主に炭素（たんそ）の原子（げんし）と、
水素（すいそ）の原子（げんし）でできています。
炭素（たんそ）は鉛筆の芯や炭にたくさん含まれていいます。
だいたいみんな黒いモノですね。
水素(すいそ)は、宇宙でいちばん軽い原子で、
宇宙に一番たくさんあります。
太陽(たいよう)にはこの水素(すいそ)がたくさん含まれています。
でも、空気の中にはあまり含まれていません。
軽過ぎてどこかへ飛んで行ってしまうんですね。
燃えるモノの中の炭素（たんそ）の原子（げんし）の中にいる電子(でんし)と
空気中の酸素（さんそ）の原子（げんし）の中にいる電子(でんし)が結びつくと、
二酸化炭素（にさんかたんそ）という気体ができます。
ところで、
炭素（たんそ）の原子（げんし）の中にいる電子(でんし)と
空気中の酸素（さんそ）の原子（げんし）の中にいる電子(でんし)は
どうやって結びついているのでしょうか。
酸素（さんそ）の原子（げんし）をよく見てみると、
住んでいる電子(でんし)の数が希望より２個たりなくて、イライラしています。
いつも、だれかほかの原子（げんし）と仲良くなって
電子（でんし）をもらえないかと、２個の手を出しています 。
空気のなかでは、酸素（さんそ）の原子（げんし）どうしで
２つの手をつないで、イライラしないようにしています。
ところが、
酸素（さんそ）の原子（げんし）が熱のエネルギーをたべて元気になると、
電子(でんし)がブルブル運動して振動し始めて、だんだん激しくなって、
とうとう、酸素（さんそ）の原子（げんし）どうしでつないでいた手が外れてしまいます。
ライターの火を近づけたり、モノをこすって高温にしたのは、
このためだったんですね。
そこへ、たまたま
炭素（たんそ）の原子（げんし）があると、仲良くなって手をつなぐようになります。
炭素（たんそ）の原子（げんし）は、
住んでいる電子(でんし)の数が希望より４個たりなくて、
ほかの原子（げんし）と仲良くなって、
電子（でんし）をもらおうとして、４個の手を出しています。
炭素（たんそ）の原子（げんし）が４個手を出していたところに、
２個の手をだしている酸素（さんそ）の原子（げんし）が両側について、
仲良く手をつないでしまいます。
これで、
炭素原子（たんそげんし）１つの両側に
酸素原子（さんそげんし）が２個くっついて、
二酸化炭素（にさんかたんそ）になります。
手をつないだところは、
お互いに電子（でんし）を、もらったりあげたりとプレゼントしあっています。
ものすごいスピードで電子（でんし）をプレゼントしていて、
平均すると、
足りなかった電子（でんし）をお互いにゲットできたみたいになっています。
これで、酸素原子(さんそげんし)のイライラもおさまってひと安心です。
ものが燃える化学反応（かがくはんのう）は、
酸素原子(さんそげんし)と、燃えるモノのなかの原子（げんし)が手をつないで、
お互いに電子（でんし）をプレゼントしあうということだったんですね。
火を近づけるのは、電子（でんし）のプレゼントのやりあいが
起きやすくするためだったんですね。
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蛯原ようすけ
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どうして、耳をふさいでも音が聞こえるの？
頭の骨を伝わって聞こえてくる音があるんです
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。
騒がしくてうるさいと、つい耳をふさいでしますね。
指を耳の穴のなかへ突っ込んだりもしますね。
ところが、
耳の穴をしっかりふさいでも、
ちょっと周りの音が聞こえてしまうことがあります。
さらに、
自分がしゃべると自分の声が聞こえます。
ちょっと不思議な感じがしますね。
音は耳の穴を通って聞こえるだけじゃないのでしょうか。
すこし詳しく知りたくなりますね。
私たちが、音が聞こえると感じるときは、
意外とたくさんのことが重なっておきています。
空気の振動を私たちの耳のなかの細胞が感じとって、
耳のなかの細胞から脳へ電気信号が出て、
脳の中で電気信号を組み合わせて音が聞こえたと感じるようになります。
脳へ電気信号を出すためには、
まずは耳のなかにある細胞へ振動が伝わればいいんですね。
実は、耳のなかにある細胞へ伝わる振動は、
耳の穴を伝わってくる空気の振動のほかに、
骨が振動して伝わってくる振動もあるのです。
頭の骨などが振動して、その振動が、耳のなかの細胞へ伝わって
聞こえるようになるんですね。
自分がしゃべるときは、声を出したことで空気が振動して、
その空気の振動が耳のなかの細胞へと伝わります。
それともうひとつ、
自分の頭の骨などが振動して、その振動が耳の中の細胞へと伝わります。
私たちはこの両方の振動をミックスした音を聞いているんですね。
録音した自分の声をきくと、
なんか自分の声じゃないように聞こえることがあります。
骨が振動して伝わってきた音が聞こえないせいだったんですね。
この録音した声が、みんなが聞いている自分の声です。
自分が聞いている自分の声と、
みんなが聞いている自分の声はちょっと違うんですね。
耳の穴をしっかりふさいでも、
ちょっと周りの音が聞こえることがあるのも、
骨が振動して、
その振動が耳の中の細胞に伝わるせいだったんですね。
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どうして、風は音がするの？
細い棒の後ろに、空気の渦ができたり、消えたりして、音がするようになるんです
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。
風は目に見えないけれど、吹いてきたことは分かります。
音が鳴ったり、温度が変化したり、モノが飛んでいったり、
体にあたる空気が押す力の変化を感じたりして
風が吹いてきたことがわかりますね。
ここで、素朴なギモン！
どうして、風が吹くと音がするのでしょうか。
なにか笛のようになっているところがあるのでしょうか。
ちょっと詳しくしりたくなりますね。
いきなりですが、風のことを知るために空気を分解してみてみます。
空気は分解していくと、 空気分子(ぶんし)というミクロの粒粒になります。
私たちは、空気分子(ぶんし)の振動(しんどう)を耳の中の細胞(さいぼう)で感じとって、
耳の中の細胞(さいぼう)が、脳に電気信号を送って、
脳の中で、信号を組み合わせて、音が聞こえたことが分かります。
空気の振動(しんどう)は、
空気分子(ぶんし)の粒の濃い所と薄い所が交互にできる波で、
音波(おんぱ)ともいいます。
空気分子(ぶんし)の濃いところと薄いところができるためには、
空気を作っている空気分子(ぶんし)が動かなければなりません。
風が吹いて音がするときは、空気分子(ぶんし)が動いていて、
風がなにかにあたると、空気分子(ぶんし)の濃いところと薄いところの
音波(おんぱ)ができるようですね。
たしかに、
大きな窓が風でゆれてガタガタ音がすることがりますね。
窓が揺れた振動が、空気に伝わって、
空気分子(ぶんし)の濃いところと薄いところの音波(おんぱ)ができたんですね。
さらに、
風が吹いた時に、細い棒などのモノにあたると、
ピゅーっと音がするのを聞いたことがありませんか。
このとき、どこで音波(おんぱ)ができているのでしょうか。
風で細い棒が揺れて振動(しんどう)することで
音波(おんぱ)ができることもあります。
でも、これでは、小さい音しかでません。
ところが、もっと大きな音波(おんぱ)を出すところがあるようなのです。
風が細い棒などにあたると、真っ直ぐ進んできた空気の
道筋を曲げられたりして、空気の流れが乱れます。
そうすると、
棒の後ろの方に空気の渦ができたり、消えたりするようになるのです。
この渦ができたり消えたりすることが、空気を振動(しんどう)させて
音波(おんぱ)となって伝わってきて、
大きな音として聞こえるようになるんですね。
流れが乱れると、渦ができるんですね、おもしろいですね。
川の水もよく見ると、流れが乱れて、渦ができているとことがありますね。
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どうして、コップの水から食塩がでてくるの？
水の中でバラバラになっていた食塩のモトが電気の力で引き合って食塩に戻るんです
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。
食塩をコップの水に溶かしていくと、
あるところでもうこれ以上溶けなくなりますね。
そのまましばらく放置すると、
水に溶けていた食塩が、また固体の食塩になって復活(ふっかつ)してきますね。
よくある現象ですけれど、よく見てみると、
なんだかよくわからないけれど、
出てきた食塩はキレイな形に並んでいるようにも見えます。
何がおきているんでしょうか。ちょっと詳しく知りたくなりますね。
食塩をミクロの目でもう少し詳しく見てみると、
食塩が固体のときは、
ナトリウムという原子(げんし)と塩素(えんそ)という原子(げんし)が
手をつなぎ合ってくっついています。
手をつないでいるところでは、ちょっと変化がおきていて、
ナトリウムの原子(げんし)はプラスの電気をもつようになって、
塩素(えんそ)の原子(げんし)はマイナスの電気をもつようになって、
塩素原子(えんそげんし)とナトリウム原子(げんし)が電気の力で引き合っています。
原子(げんし)は、モノを作っているおおもとのモノです。
私たちの身の回りにあるいろんなモノは、
いろんな原子(げんし)が手をつなぎあって、できているんですね。
食塩が水に溶けているときは、
ナトリウムの原子(げんし)と塩素(えんそ)の原子(げんし)は、
つないでいた手をはなしてバラバラになって、
水の中をフラフラただよっています。
水も、小さいミクロの目でみると、
水分子(ぶんし)という小さいミクロの粒になります。
水分子(ぶんし)をもうすこし詳しくみてみると、
酸素原子(さんそげんし)と水素原子(すいそげんし)が手をつないでくっついています。
酸素原子(さんそげんし)と水素原子(すいそげんし)が手をつないでいるところは、
電子(でんし)というもっともっと小さい粒が高速で、行ったり来たりしています。
電子(でんし)はマイナスの電気を持っている、小さいミクロの粒です。
ちょっとここで、水分子(ぶんし)の中で、電子(でんし)の取り合いが起きます。
酸素原子(さんそげんし)が、電子(でんし)を引きつける力と
水素原子(すいそげんし)が、電子(でんし)を引きつける力を比べると、
酸素原子(さんそげんし)が、電子(でんし)を引きつける力のほうが強いのです。
そのため、電子(でんし)は、
酸素原子(さんそげんし)のまわりにいるときが多くなってきます。
そうすると、
マイナスの電気をもっている電子(でんし)が
やってきた酸素原子(さんそげんし)はマイナスの電気を持つようになります。
電子(でんし)が足りない水素原子(すいそげんし)のほうは、
プラスの電気を持つようになります。
こうやって、平均してみると、水分子(ぶんし)は、
プラスの電気があるところとマイナスの電気があるところができてしまうんですね。
さて、
この水分子(ぶんし)がウヨウヨしているなかに、食塩をいれると、
プラスの電気をもつナトリウム原子(げんし)と、
マイナスの電気をもつ水分子(ぶんし)の部分とが引き会います。
マイナスの電気をもった塩素原子(げんし)と
水分子のプラスの電気をもつ部分とが引き会います。
食塩は水のなかで溶けているときは、
こんな状態になっていたんですね。
今度は、コップの中の水が空気の中へ逃げて行って、
水の量が少なくなると、
ナトリウム原子(げんし)や塩素原子（えんそげんし）
と引きあっていた水分子（ぶんし）の粒が足りなくなって、
あまったナトリウム原子(げんし)と塩素原子（えんそげんし）が
また手をつないで、固体の食塩となって
復活（ふっかつ）してでてくるようになります。
このとき、
ナトリウム原子(げんし)と塩素原子（えんそげんし）は、
まるで、だれかにおしえてもらったかのように、
自分たちでちゃんと規則正しく並んでいきます。
ナトリウム原子(げんし)と塩素原子（えんそげんし）が
一番スキマが少なくなるように、自分で規則正しくならんでいきます。
こうやって食塩が結晶になって出てくるんですね。
原子(げんし)に、だれかが、こう並びなさいよって教えているみたいで
おもしろいですね。
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どうして、ポップコーンはグチャグチャの形なの？
とうもろこしの中の細胞の中から水蒸気がバクハツして飛びだすんです
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。
映画を見ながらポップコーンをムシャムシャ。
ポップコーンの材料は、その名前の通り、とうもろこしですね。
でも、焼きとうもろこしやサラダに入っているような
黄色い粒々の姿をしていません！
どうみても、同じとうもろこしのようには見えない形なのです！
どうして、ポップコーンはあんな形になってしまうんでしょうか。
だいたいなんとなく 予想がつきますけれど、
もう少し詳しく知りたくなりますね。
とうもろこしを、ミクロの目で小さく小さくみていくと、
植物の細胞（さいぼう）になります。
ミクロの細胞（さいぼう）があつまって、
とうもろこしの黄色い粒ができているんですね。
細胞（さいぼう）はよくみてみると、
外側に薄いまくがあって、その中に、いろんな仕事をする
さらに小さい、いろんなモノが入っています。
でんぷんもたくさん入っています。
タンパク質も遺伝子(いでんし)も入っています。
それで、細胞のまくの中は、水がいっぱいはいっています。
細胞のまくは、栄養が出たり入ったりできるけれど、
水を作っている水の小さいミクロの粒粒は通さないようになっているんですね。
だから、細胞のなかの水は、そとにもれないんですね。
栄養も水も分解していってミクロの目で見ると、小さい粒粒になるんですね。
さて、
とうもろこしを、フライパンなどで、温めていくと、
とうもろこしのなかの細胞(さいぼう)も温かくなります。
細胞(さいぼう)が温かくなると、
細胞(さいぼう)のなかの水も温かくなっていきます。
水は熱のエネルギーをたべて元気になると、
水を作っているもとの小さい水の粒粒が、元気に動くようになって、
仲間のミクロの水の粒粒とつないでいた手が外れて、
水の粒ひとりぼっちで、飛び回るようになります。
ミクロの水の粒粒ひとりぼっちで飛び回るようになった水には、
水蒸気(すいじょうき)という名前が付いています。
水蒸気(すいじょうき)になると、
ミクロの水の粒粒が元気にとびまわるようになるので、
場所をとるようになって膨らんでいきます。
このとき、ミクロの水の粒粒が、
細胞(さいぼう)のまくにガンガンぶつかってくるようになります。
最初10個くらいだったミクロの水の粒粒の攻撃が、
1000個以上のミクロの水の粒粒の攻撃(こうげき)になってくる感じです。
こうなると、細胞(さいぼう)のまくは、
ミクロの水の粒粒の攻撃(こうげき)に耐えられなくなってきて、
あるところで、細胞(さいぼう)のまくがこわれます。
細胞(さいぼう)の中で、外に出たくて
元気に飛び回っていた水蒸気(すいじょうき)の粒は、
細胞(さいぼう)のまくがやぶれたので、
一気にそとに飛び出していきます。
ちょっとした、バクハツがおきるんですね。
このバクハツの勢いで、
とうもろこしをつくっている細胞(さいぼう)がこわれて
とうもろこしの粒は、
もとの黄色いきれいな粒のかたちを保つことができなくなって
ポップコーンのデコボコしたへんな形へと変わってしまうんですね。
水のもとのミクロの水の粒粒が気体になってビュンビュンとびまわって
攻撃(こうげき)してくる力は
意外と強いんですね。あなどれませんね。
ポップコーンは、皮の固いとうもろこしじゃないと、うまくできそうにありませんね。
【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
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どうして、ヘリウムで声が高くなるの？
空気より軽い気体の中では、音の波にスピードが速くなるんです
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。
パーティーなどで使われる声が変わるガス、ありますよね。
このガスを吸って、しゃべると、変な感じの高い声がでて
おもしろいですね。
声が変わるガスの中身は、ヘリウムという気体と酸素（さんそ）が
混ぜてあります。
ヘリウムは水素（すいそ）の次に軽い気体で、宇宙で２番目に軽い気体です。
どうして、ヘリウムを吸ったら、声が高くなるのでしょうか。
空気より軽い気体だからなんだけど・・・何が起きているのか
ちょっとだけ、詳しく知りたくなりますね。
私たちが音が聞こえたと感じるとき、
私たちは、空気の振動(しんどう)を耳の中の細胞(さいぼう)で感じとって、
耳の中の細胞(さいぼう)が、脳に電気信号を送って、
脳の中で、信号を組み合わせて、音が聞こえたことが分かります。
空気の振動(しんどう)は、 空気分子(ぶんし)の粒の濃い所と薄い所が交互にできる波で、
音波(おんぱ)と名前がついています。
私たちは普通、
空気の振動が音波（おんぱ）となって伝わってきたのを感じとって
音が聞こえたと感じているんですね。
音波(おんぱ)は、0℃の空気の中を１秒間に331．5メートル進みます。
ところで、
空気は分解していくと、 空気分子(ぶんし)というミクロの粒粒になります。
空気の濃い所と薄い所を作るためには、
空気の粒の空気分子(ぶんし)が動かないといけません。
それで、
ヘリウムの場合は、空気よりもずっと軽い気体です。
ヘリウムの中で、ヘリウムの濃いところと薄いところができて伝わっていくためには、
ヘリウムの粒が動かないといけないのですが、
空気よりずっと軽いので、動きやすいのです。
動きやすいヘリウムは、濃いところと薄いところが、
次々にサクサクできて音波が速く伝わっていけるようになります。
0℃のヘリウムのなかでは、音波(おんぱ)は、１秒間に970メートル進みます。
0℃の空気の中よりも音波(おんぱ)のスピードスピードが速いんですね。
声を出したときに、空気中にヘリウムがあると、音波(おんぱ)が速く進むので、
声が高く聞こえるようになるんですね。
音が高い、低いことを表すのに、波が進んで行く時に
１秒間に通過する波の山の数を使うことがあります。
これを周波数(しゅはすう)と名前がつけてあります。
周期的な波の数ということでなのですね。
１秒間の波の山の数が多いほど高い音になります。
ヘリウムの中での音波(おんぱ)の波の山の数は、
空気の中の場合よりも約３倍多くなります。
ヘリウムの中を進むとき、音波(おんぱ)のスピードが速いため
音波(おんぱ)の周波数(しゅはすう)が高くなるんですね。
私たちは、周波数(しゅはすう)が高い音を、
音程が高い音として聞こえるようになっているんですね。
このせいで、音が高くなるんですね。
ヘリウムで声が高くなるのは、ヘリウムが軽くて動きやすくて、
音波(おんぱ)の波をサクサクと速く伝えるせいだったんですね。
音は、音波(おんぱ)を伝えるモノによって音の高さがかわってしまうんですね。
おもしろいですね。
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どうして、原子力(げんしりょく)は怖いの？
原子(げんし)がこわれるときに出る光が、体の細胞をこわしてしまうんです
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。
原子力(げんしりょく)というと、マンガの鉄腕アトムを思い出しますね。
小さい体でも原子力(げんしりょく)の大きなパワーで力もち。
でも、原子力(げんしりょく)は、
原子力発電所(げんしりょくはつでんしょ)の事故がおきてから
あんまりいいイメージがなくなってしまった感じですね。
原子力(げんしりょく)というとなんか怖いものというイメージになってしまいましたね。
よく考えてみると、何が怖いのか良くわからないような気も・・。
ちょっと、詳しく知りたくなりますね。
原子(げんし)がこわれたり、原子(げんし)どうしがくっつたりするときに
でてくるエネルギーを利用したのが原子力(げんしりょく)です。
たとえば、
太陽の中では、水素(すいそ)という原子(げんし)どうしがくっついて、
そのときに、ものすごいたくさんのエネルギーが出てきて、
そのエネルギーが、光になって地球まで運ばれてきています。
原子力発電所(げんしりょくはつでんしょ)の中では、原子(げんし)がこわれていて、
そのときに、ものすごいたくさんのエネルギーが出てきて、
そのエネルギーで、水を沸騰(ふっとう)させて、
発電機(はつでんき)を回して電気を作り出しています。
原子力発電所(げんしりょくはつでんしょ)で事故が起きると、
こわれた原子が発電所の外とびだしてきます。
こうなると大変です！
こわれた原子(げんし)は、空気の中の水蒸気(すいじょうき)とくっついて
雨粒のなかにもぐりこんで、雨となって、地上に落ちてきます。
土の中にすいこまれた水は、今度は、植物がその水を吸い上げて、
植物のなかに、こわれた原子(げんし)がたまっていきます。
今度は、その植物を食べた動物のなかに、こわれた原子(げんし)がたまっていきます。
そして、その動物を食べた、私たちの体のなかに、こわれた原子(げんし)がたまっていきます。
こうやって、どんどん、こわれた原子(げんし)が、私たちの体にたまって、
こわれた原子(げんし)が、私たちの体の細胞のなかにも入り込んで行きます。
こわれた原子(げんし)は、私たちの体の中でも、
さらに自分でこわれていく性質があります。
原子(げんし)がこわれる時、ガンマ線やベータ線と名前のついた、目に見えない光がでてきます。
この目に見えない光が、とてもエネルギーが高いのです。
光のエネルギーが高いとは、光の波の数が多いということなのです。
光のエネルギーが高いとはイメージがしにくいですね。
ちょっと、例でかんがえてみますと。
ロープを柱に結んで、ちょっとたるませた状態でゆらしてみます。
手をそんなにいしょうけんめい振らなくても楽々と、ゆっくりした波を作ることができます。
一方で、
波の数が多い波を作ろうと思うと、手をいしょうけんめい振らないと、
波の数が多い波ができません。
このとき、とても疲れます。それだけ自分のエネルギーを使ったということですね。
ということで、波の数が多いと、エネルギーも高いということになるんですね。
それで、エネルギーの高い光が、体の中の細胞のなかで放たれると、
エネルギーが高すぎて、体の中の細胞をこわしてしまうのです。
細胞をもう少しミクロの目でみてみると、分子(ぶんし)という小さい粒になります。
細胞は、小さい粒の分子(ぶんし)どうしが手をつなぎ合って、できているんですね。
そこに、、エネルギーの高い光があたると、
小さい粒の分子(ぶんし)どうしがつないでいた手を引きちぎってしまうのです。
こうやって、細胞がこわれていきます。
細胞がこわれると、私たちの身体はうまくうごかなくなっていきます。
しかも、こうなった場合、なかなか治しにくいのです。
このせいで、原子力(げんしりょく)が怖いといわれているんですね。
同じ目に見えない光の赤外線(せきがいせん)が、体にあたると、ぽかぽかと気持ちがいいです。
赤外線(せきがいせん)は波の数が少なくて、エネルギーはそんなに高くなくて、
細胞の分子の手を引きちぎることがないんですね。
紫外線(しがいせん)は波の数が多くて、エネルギーが高きくて、すこし細胞をこわします。
それで、日焼けしてヒリヒリになるんですね。
同じ光でも、波の数で、体に悪い光もあったり、気持ちのいい光もあったりするんですね。
おもしろいですね。
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どうして、水の中でも音が聞こえるの？
水がバネのようになって、音の振動を伝えていくことができるんです
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プールで遊んだりした時、水中でしゃべると声が聞こえますね。
水中にもぐっている時に、水中で何かをたたくとやっぱり音が聞こえます。
シンクロナイズドスイミング選手はプールの中で音楽を聞いています。
どうも、音は水の中も伝わっていくようです。
私たちは普通、空気の中を伝わってくる音を聞いていますが、
水中で聞こえる音は、どうやって聞こえてくるのでしょうか。
ちょっと詳しく知りたくなりますね。
水の中の音を考える前に、空気の中の音を考えてみます。
空気は分解していくと、 空気分子(ぶんし)というミクロの粒粒になります。
私たちは音が聞こえたというとき、
空気分子(ぶんし)の振動(しんどう)を耳の中の細胞(さいぼう)で感じとって、
耳の中の細胞(さいぼう)が、脳に電気信号を送って、
脳の中で、信号を組み合わせて、音が聞こえたことが分かります。
空気の振動(しんどう)は、 空気分子(ぶんし)の粒の濃い所と薄い所が交互にできる波で、
音波(おんぱ)ともいいます。
空気分子(ぶんし)の濃いところと薄いところができて、音波(おんぱ)が進んで行くには、
空気を作っている空気分子(ぶんし)が次々と動いて、伝わっていくんですね。
次に水の中では、どうでしょうか。
水は、分解していくと水分子(ぶんし)というミクロの粒粒になります。
水分子(ぶんし)は小さすぎて見えませんが、ちゃんとあります。
液体の水の中では、水分子(ぶんし)どうしが電気の力で引き合って、
バラバラにならないでゆる～く手をつないで集まっています。
水分子(ぶんし)が手をつないでいるので、
水分子(ぶんし)の濃い所と、薄い所が次々にできて、
音波(おんぱ)は水の中でも伝わっていくことができます。
どこかで水分子(ぶんし)が動いたら、
ちょっと遅れながら、それをもとに戻そうとして、
また次の水分子(ぶんし)が動く・・を繰り返していくんですね。
ちょっと遅れるのは、水分子(ぶんし)どうしが、ゆる～く手をつないでいるので、
もとに戻そうとするのにクッションみたいになってしまうせいなんですね。
水分子(ぶんし)どうしがやわらかいバネでつながっている感じなのですね。
空気の中を音波(おんぱ)が伝わる場合にはどうかというと、
空気の中を空気分子(ぶんし)がひとりぼっちで飛び回っていて、
空気分子(ぶんし)どうしにスキマがあります。
どこかに空気分子(ぶんし)の濃いことろができても、
もとに戻そうとする動きがなかなか伝わりにくくなっているんですね。
このため
0℃の空気の中で、１秒間に進む距離は331．5メートルですが、
水の中では、473メートルになって、ちょっとスピードが速くなります。
さて
氷の中ではどうなるでしょうか。
氷の中では、１秒間に進む距離は3230メートルになって、
かなりスピードが速くなります。
固体の氷の中では、水分子(ぶんし)どうしがかなり強く手をつないでいます。
どこかに水分子(ぶんし)の濃いところができるとすぐにもとに戻そうとして、
水分子(ぶんし)どうしがサクサクっと動きます。
水分子(ぶんし)どうしがかなり強く手をつないでいるので、
どこかで水分子(ぶんし)が動いたら、すぐにそれをもとに戻そうとして、
また水分子(ぶんし)が動く・・の繰り返しが高速で伝わっていくんですね。
水分子(ぶんし)どうしが固いバネでつながっている感じなのですね。
音の進み方は同じなのだけれど、モノを作っている分子(ぶんし)どうしが
固く手をつないでいるほうが音が速く進むんですね。
おもしろいですね。
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どうして、月は落ちてこないの？
月は落ちてきているけれど、落ち切れずに、地球を一周してしまうんです
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。
夜、空を見上げるとキレイな月が見えますね。
月は、地球のまわりをまわっています。
宇宙のような、なんにも支えのない空間で、
地球のまわりをまわっている月、落ちてこないんでしょうか。
地球では地面から離したモノを支えておかないと、落ちてちまいます。
地面から離れた距離が大きいだけの月も、同じことになりそうなのに、
実際には月は落ちてこない・・・ちょっと詳しく知りたくなりますね。
月がどうしてできたのか、まだまだ謎が多いのですが、
月は誕生(たんじょう)して、地球のまわりをまわるようになりました。
そして、月は猛スピードで動いています。
月が猛スピードで動いていることが、月がおちてこないこと
と関係があります。
宇宙には、重力(じゅうりょく)という不思議な力があります。
モノとモノがお互いに引き付けあう不思議な力で、
宇宙のどこまでも伝わっていきます。
月と地球もお互いに引き合っています。
月が猛スピードで動いていることと、
月と地球の間でお互いに引き付けあう不思議な力が働いていることが
組み合わさって、月が地球まで落ちてこないようにうまくできています。
月と地球の間でお互いに引き付けあう力が働いているので、
このままでは、月はいつかは地球に落ちてきてしまいます。
ところが、
月は、猛スピードで動いているので、
地球に落ちてかけて、またまっすぐ進む、また落ちかけて、またまっすぐ進む・・
を繰り返して、地球に落ちてこないように動いています。
月は猛スピードで動いているけれど
地球との距離を変えないようにいつもに落ちてきているともいえます。
月は地球に落ち続けているんですね。
ボールを投げた時の場合を頭の中で想像して例えてみると、
ボールを真横に投げると、地球の重力(じゅうりょく)に引かれて
数メートル進んで地面に落ちます。
もっと勢いよくボールを真横に投げると、
もっと遠くまで進んで地面に落ちます。
これをくりかえすと・・・
実際にはあり得ないけれど、想像してみると、
超モノスゴイ勢いでボールを真横に投げると、
もっともっともっと遠くまで進んで自分のところまで帰ってきますね。
ボールは、まっすぐに進んでいるようで、
丸い地球のまわりをまわってきたということですから、
地面へ向かって落ち続けているのだけれど、
落ち切れずに、地球を一周して自分のところまで戻ってきた
ということになりますね。
月が地球の地面に落ちてこないのも、同じことが起きているんですね。
ところで、
アポロ宇宙船が月に置いてきた鏡に向かって、
地球から光を当てて、反射してくる光がとどくまでの時間をはかって
月との距離を正確にはかってみると、一年に３．８センチ
地球から遠ざかっていると分かりました。
やっぱり、月が地球におちてくることはなさそうです。
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どうして、あぶりだしで字が見えるの？
かくれていたいた炭素(たんそ)が、見えるようになるのです
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。
レモンの汁などで、紙に文字を書いてもみえないけれど、
火に近づけると書いた文字が浮かびでてくることありますね。
あぶりだしと呼ばれる、不思議でおもしろい現象ですね。
だけど、
どうして、火に近づけると文字が浮かび上がってくるか不思議ですね。
ちょっと、もう少し知りたくなりますね。
あぶりだしの前に、鉛筆で字を書く場合を考えてみます。
鉛筆で紙に文字を書くとき、黒い文字が書けます。
紙は植物の繊維(せんい)が絡み合ってできていて、
拡大してみるとデコボコしています。
このデコボコに鉛筆の芯が削り取られて、
繊維(せんい)のあいだにはいりこんでしまうんですね。
鉛筆のしんを分解していくと、主に炭素(たんそ)という原子(げんし)でできています。
炭素(たんそ)は黒い色をしているんですね。
鉛筆で紙に文字を書くとき、炭素(たんそ)が紙は植物の繊維(せんい)のデコボコに
入り込んでしまうから黒い文字が書けるんですね。
さて、
あぶりだしでレモンの汁で文字を書いたとき、透明(とうめい)で見えません。
レモンの汁は、分解していくと、
たくさんの原子(げんし)がくっつきあった複雑(ふくざつ)な粒でできています。
たくさんの原子(げんし)を寄せ集める中心になっているのは、
炭素(たんそ)の原子(げんし)なのです。
鉛筆のしんのなかにいた炭素原子(たんそげんし)と同じヤツです。
炭素原子(たんそげんし)は鉛筆のしんのなかでは、
炭素(たんそ)どうしの仲間でつながっていて、黒い色をしていました。
ところが、
レモンの汁のなかでは、他の原子(げんし)といっしょになっていて、
黒い色が見えなくなっています。
かくれんぼしているかのようですね。
火に近づけると、熱のエネルギーをもらって、
レモンの汁の中の原子(げんし)の粒が元気になってきます。
炭素原子(たんそげんんし)とくっついていた、
ほかの原子(げんし)たちが元気になって、
炭素原子(たんそげんんし）からはなれて紙からも飛んでいってしまいます。
そうすると、炭素原子(たんそげんんし）が紙に残されて、
炭素原子(たんそげんんし）の黒い色が見えるようになります。
あぶりだしで見えるようになった文字は、
レモンの汁の中にもともと入っていた
炭素原子(たんそげんんし）の色がみえるようになったんですね。
原子(げんし)どうしがくっついたり、離れていったりして、
色が消えたり、色が見えるようになったり、おもしろいですね
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どうして、たくさんのモノ＝元素(げんそ)があるの？
星が一生を終えるまでに、星の中で元素(げんそ)ができたんです
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モノあるいは物質(ぶっしつ)は、どんどん小さく分解していくと
原子(げんし)というミクロの粒粒になります。
小さすぎて私たちの目に見えません。
特別な顕微鏡(けんびきょう)でも、ボヤ～っと姿が見えるくらいです。
原子(げんし)には、ちょっと太っちょなどの兄弟がいて、
これらの原子(げんし)の兄弟をグループにして元素(げんそ)と呼んでいます。
現在、発見されている元素(げんそ)は、１１１種類くらいあります。
地球にモトモトにあるものもあれば、人工的に作られたものもあります。
地球にモトモトあるものは９２種類。
一番重たい元素(げんそ)は、９２番目のウランという元素(げんそ)です。
元素(げんそ)は、体重の軽い順番に番号がついているんですね。
ちなみに、
私たちの体は、約２３種類の元素(げんそ)でできているといわれています。
最初から１１１種類も元素(げんそ)があると分かっていたわけではなく、
どんどん新しい元素が発見されて、種類がどんどん増えてきたという歴史があります。
ところで、
どうして、こんなにたくさんの元素(げんそ)ができたんでしょうか。
宇宙のどこからやってきたんでしょうか。
元素(げんそ)は私たちの体や地球のおおもとの材料ですが、どうやって
できたんだろうか・・と思うとちょっと詳しくしりたくなりますね。
元素(げんそ)は、体重の軽いモノから順番にできたと考えられています。
元素(げんそ)で一番軽いモノは、水素(すいそ)で、一番重たいものは、ウランです。
一番最初にできたのは水素(すいそ)だと考えられています。
水素(すいそ)が集まって、星ができて、だんだん中心がギュウギュウになって、
圧力が高くなって、温度も高くなって、
”もうたまらん、生き方を変えよう”・・・として、
水素(すいそ)が燃えだしたのが、今の太陽です。
太陽のような星は宇宙にはたくさんあります。
宇宙には水素(すいそ)がたくさんあるんですね。
太陽の中で、水素(すいそ)は、どんなふうに生き方を変えたかというと、
水素(すいそ)と水素(すいそ)どうしがくっついて、次に重たい元素(げんそ)、
ヘリウムに変身すればいい、と生き方を変えてしまいました。
今も、太陽の中では、水素(すいそ)がヘリウムへ変身しています。
そのときに出た熱が光となって、地球まで届いているんですね。
太陽よりもっと大きな星の中では、こんどはヘリウムが、
やっぱり、圧力が高くなって、温度も高くなって、
”もうたまらん、生き方を変えよう・・・”として、
ヘリウムどうしがくっついて、次に重たい新しい元素(げんそ）に変身していきます。
ヘリウムが全部変身すると、今度は、新しく作った元素(げんそ）どうしがくっついて
さらに重たい元素(げんそ)に変身して・・・・・・、
と繰り返していって
鉄までの元素げんそ)が順番に星のなかできたと考えられています。
こうやって鉄までの元素(げんそ)が星の中で玉ねぎのような、
木の年輪(ねんりん)のような感じになっていたと考えられています。
私たちの体を作っているたんぱく質に必要な、炭素(たんそ)もこうやってできたんですね。
ところが、鉄ができたら、星は大爆発をして、
それまで、星の中で作ってきた、鉄までの元素(げんそ)
を宇宙にバラまいたと考えられています。
その大爆発の時の勢いで、鉄よりさらに重たい元素(げんそ)、金、銀、プラチナ・・
などもできたと考えられています。
宇宙にある元素(げんそ)の９８％は水素(すいそ)とヘリウムと考えられています。
太陽の中にある元素(げんそ)と同じです。
鉄より重たい元素(げんそ)は、宇宙にはあまりありません。
星の大爆発の勢いでできたから
元素(げんそ)をつくる暇がなかったのかもしれませんね。
こうやって星の中で、できた元素(げんそ)と、星が死んでしまう時の大爆発でできた
元素(げんそ)が集まって、地球ができて、私たちの体もできたんですね。
地球の材料も、私たちの体の材料も、モトモトは星の一部だったんですね。
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どうして、氷が白くなるの？
氷の中に閉じ込められた空気に光がつまづいて反射した光が目に届くからなのです
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。
冷蔵庫で氷を作ると、真ん中あたりが白くなりますね。
カフェやお店の氷は、あんまり白くなっていないで、
どちらかというと透明な氷ですね。
同じ氷なのにどうして、こうなってしまうんでしょうか。
ちょっと詳しく知りたくなりますね。
氷の話の前に、
ちょっと”透明(とうめい)に見える”ことについて考えてみます。
私たちは、自分で光を出さないモノも見ることができます。
どうしてかというと、モノに当たって反射(はんしゃ)してきた光が目にとどいて、
モノが見えるようになるためなんですね。
透明(とうめい)なモノの中では、光は、反射しないでそのまま進んでいきます。
ところが、透明じゃないモノのなかでは、
光がまっすぐに進めずにつまづいて、光の一部が反射(はんしゃ)して
目の方向へ帰ってきてしまいます。
この反射(はんしゃ)してきた光をみると、私たちの目に見えると感じるようになるんですね。
さて、氷のなかで光がつまずくモノはなにかというと、空気(くうき)とミネラルです。
水のなかにも空気(くうき)が溶けています。
水のなかでお魚さんが生きていけるのはこのためなのですね。
ミネラルは、水が山などいろんなところを通ってくるときに、水のなかに溶けた少しの金属(きんぞく)です。
私たちの体の健康のためにいい金属(きんぞく)です。
空気(くうき)は分解していくと、空気分子(ぶんし)という小さな小さな粒粒になります。
金属(きんぞく)も分解していくと、金属原子(げんし)という小さな小さな粒粒になります。
この粒粒にぶつかって、光がつまづいてしまうんですね。
私たちが、水道(すいどう)の水やミネラルウオータを使って、
氷をつくると、水のなかに含まれていたミネラルと空気(くうき)の粒粒が氷のなかに閉じ込められてしまいます。
これに、光がつまずいて、反射(はんしゃ)して帰ってきて
その光をみて、白く見えてるんですね。
お店の氷は、機械(きかい)で水のなかのミネラルを取り除きます。
それでも、水のなかに溶けている空気(くうき)の粒粒は全部なくならないので、
氷にするとやっぱり空気(くうき)の粒粒が氷のなかに閉じ込められて、
真ん中あたりが白くなってしまいます。
そこで水から氷になるときに、空気(くうき)の粒粒が外へ逃げていくように、
ちょっと高めの温度でゆっくり氷にするように工夫しています。
低い温度で一気に氷にすると、空気(くうき)の粒粒が逃げていく暇がないんですね。
だいたいマイナス10℃くらいが多いようです。
家の冷凍庫(れいとうこ)は、だいたいマイナス20℃くらいのようです。
しかし、
こうやっても、完全に空気(くうき)の粒粒を外に逃がすことができないので、
やっぱり、すこしだけ真ん中あたりに空気(くうき)の粒粒が閉じ込められて白くなります。
でも、ほんのすこしなので、お店の氷は、
この白いところは使わないようにしているんですね。
氷が白く見えるのは、氷のなかの空気の粒粒に光がつまづいて反射して
帰ってくるためだったんですね。
【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
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どうして、夜は遠くの電車の音が聞こえるの？
空気の温度が高い所と低いところで音が進むスピードが違からなのです
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。
昼間はあんまり聞こえない電車や車の音が、
夜になると聞こえてくるということがありますね。
あんまり気を付けて聞いていないと分からないかもしれませんね。
でも、たしかに夜になると遠くの音が聞こえてくる感じがします。
あるいは、
寒い朝の日などにも、遠くの音が聞こえてくる感じがします。
気のせいでしょうか。
昼間はまわりが騒がしいからでしょうか。それもあると思います。
不思議な感じがしますね、ちょっと詳しく考えてみましょう。
いきなりですが、空気を分解してみてみます。
空気は分解していくと、 空気分子(ぶんし)というミクロの粒粒になります。
空気(ぶんし)を作っている気体は、ほとんど窒素(ちっそ)と酸素(さんそ)という粒粒です。
私たちは、空気分子(ぶんし)の振動(しんどう)を耳の中の細胞(さいぼう)で感じとって、
耳の中の細胞(さいぼう)が、脳に電気信号を送って、
脳の中で、信号を組み合わせて、音が聞こえたことが分かります。
空気の振動(しんどう)は、 空気分子(ぶんし)の粒の濃い所と薄い所が交互にできる波で、
音波(おんぱ)ともいいます。
空気分子(ぶんし)の濃いところと薄いところができるためには、
空気を作っている空気分子(ぶんし)が動かなければなりません。
0℃の空気は、熱のエネルギーが少ないので、空気分子(ぶんし)はあまり動き回りません。
このときの音波(おんぱ)が１秒間に進む距離は331．5メートルくらいです。
ところが、
温度が高くなると、空気の分子(ぶんし)は熱のエネルギーをたべて
元気になって動き回れるからだになって、ビュンビュンと動き回っています。
不思議な性質ですね。
分子(ぶんし)のようなミクロの粒粒は、熱のエネルギーを食べると元気になって動き回って、
熱のエネルギーがなくなると元気がなくなるんですね。
温度が高い時は、空気分子(ぶんし)の粒が動きやすいので、
空気の濃いところと薄いことろの波がサクサクと伝わっていきます。
気温30℃の時、音波(おんぱ)が１秒間に進む距離は、
349．5メートルになってすこしスピードが速くなります。
実験によるとだいたい、温度が１度高くなると、１秒間に進む距離が0．6メートル大きくなります。
さて、
温度の高い空気の層と温度の低い空気の層があると、音波(おんぱ)は、
スピードの遅い、温度が低い空気の層の方へと進む方向を曲げられてしまいます。
昼間は、太陽の光で地面が暖められるので、地面に近いところに暖かい空気の層があって、
上のほうは少し温度が低い空気の層になっています。
この場合は、地面近くから出た音波は、温度が低い空気の層の上の方へといってしまいます。
夜は逆に、地面近くの空気の温度が低くなって、上のほうは、
昼間暖められた空気がうろうろしているので、温度が高い空気の層があります。
この場合には、地面近くからでた音波は、一度上へとでていったあと、
温度が低い空気の層がある地面のほうへと曲がってしまいます。
まるで、ボールを投げた時のように放物線(ほうぶつせん）を描いて音波(おんぱ)が伝わります。
このため、遠くまで音波(おんぱ)が届いて、遠くの音がよく聞こえるようになるんですね。
夜や寒い朝に、遠くの電車や車の音がよく聞こえるのは
空気の温度の違いのせいだったんですね。
やっぱり気のせいではなかったんですね。
【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
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どうして圧力なべは、こわれないの？
なべがこわれないように、圧力を自動調整する装置がついているんです
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。
なべにフタをして でお湯を沸かすと、フタがカタカタと持ち上がって動きますね。
蒸発してきた水蒸気(すいじょうき)がなべのフタにぶつかって、
フタを持ち上げて、水蒸気(すいじょうき)が外へ飛び出しているんですね。
しっかりフタをして、この水蒸気(すいじょうき)をなべの中に
閉じ込めた圧力のなべの中では何が起きるでしょうか。
しっかりフタをすると、水蒸気(すいじょうき)が逃げていかないので、
圧力なべがこわれてしまいそうですね。
大丈夫です、ちゃんとこわれないようになっています。
ちょっと詳しく知りたくなりますね。
水は、液体から気体の水蒸気(すいじょうき)にかわるときに、
体積が、約1600倍にもなるといわれています。
1600倍にふくらんで、自由にあっつこっちへ飛び回りたい
水蒸気(すいじょうき)の粒ををなべのせまい中に閉じ込めると、
水蒸気(すいじょうき)の粒が、フタやなべの壁にガンガンぶつかってきます。
こうなった状態を圧力(あつりょく)が高くなったといいます。
圧力(あつりょく)が高くなると、水が沸騰(ふっとう)する温度も高くなります。
水が沸騰(ふっとう)するときは、水の表面にガンガンぶつかってくる空気の粒の力に勝って、
水蒸気(すいじょうき)の粒が、空気の中へ飛び出して行きます。
もし、水の表面にガンガンぶつかってくる空気の粒の力のほうが強い場合には、
水蒸気(すいじょうき)になって飛び回ろうとした粒は、また水の中へと戻されるので、
沸騰(ふっとう)しません。
私たちが普通に暮らしている時、空気が押してくる力で空気の圧力がかかっています。
圧力なべの中では、私たちが普通に暮らしている時の圧力より約2倍の圧力になっています。
このときの、水が沸騰(ふっとう)する温度は120℃くらいになります。
沸騰(ふっとう)する温度が高くなると、料理をする時間が短くなったり、
食べものをおいしく料理できたりと、いいことがあります。
逆に、山の上など空気が薄(うす)いところでは、
水が沸騰(ふっとう)する温度は低くなって100℃より低い温度で沸騰(ふっとう)します。
こうなると、食べものを料理してもちゃんと火がとらず、イマイチな感じになっていまいます。
さて、
圧力なべでちょっと注意するところがあります。
あんまりしっかりふたをすると、
どんどん蒸発(じょうはつ)してくる水蒸気(じょうはつ)で、
なべのなかの圧力がどんどん高くなってしまいます。
なべの壁が耐えきれないほど圧力が高くなると、
なべの壁がこわれて、ボンっと爆発(ばくはつ)を起こしてしまいます。
そこで、圧力なべには、圧力が高くなりすぎないようにする装置がついています。
ガンガンぶつかってくる水蒸気(すいじょうき)の粒が、
ふたについているオモリを押し上げると、
ちょっとスキマがあいて、
水蒸気(すいじょうき)がなべの中から外へ逃げていくようにしてあります。
こうやって、ちょっとずつ水蒸気(すいじょうき)をなべの外へ逃がすようにして、
圧力なべの中の圧力が高くなり過ぎないようにしています。
圧力なべの中の圧力は、こうやって、水蒸気(すいじょうき)の力を使って
うまく自動的に調整されていたんですね。
よくできていますね。
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どうして、星はまたたくの？
星の光がでたらめに動く、空気の粒のぶつかるせいでまたたくんです
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。
夜、空を見上げると星が見えますね。
星からやってくる光を見ていると、ゆらゆらとまたたいて
いるように見えますね。
ところで、どうして、またたいて見えるんでしょう。
星からの光が通る道をじゃまする何かがありそうですね。
ちょっと詳しく知りたくなりますね。
星から届く光について、まとめてみましょう。
星から放たれた光は、まっすぐ宇宙を旅して、地球に届きます。
そして光に地球にある空気の層を通って、
私たちの目に光が届いて、星の光が見えるようになります。
星のまたたきは、光が空気の中を通ってくるためにおきます。
空気は分解していくと、小さい小さい空気分子(ぶんし)という粒粒になります。
空気分子(ぶんし)の粒は、温度が高いと元気に動き回るようになる性質があります。
空気分子(ぶんし)の粒が動きを止めるのは、約マイナス２７３℃の時だけです。
地球はどこをへ行っても約マイナス２７３℃よりも温度が高いので、
空気分子(ぶんし)の粒が、あっちこっちへと動き回っています。
空気分子(ぶんし)の粒の動きは、予測できそうで予測できない、デタラメです。
空気分子(ぶんし)の粒は、規則正しくうごきません。
一方、宇宙をまっすぐに旅してきた光が、地球に届くと、
まず最初に、空気分子(ぶんし)の粒にぶつかります。
空気分子(ぶんし)の粒が、光がまっすぐに進んで行くのをじゃましてしまうのですね。
そうすると、私たちに届く光の道筋(みちすじ)が変わってしまいます。
地上にいるわたしたちの目にまっすぐ光が届く時は、あかるく見えて、
ちょっと道筋がそれた場合は、わたしたちの目に届く光の量が減って、
ちょっと暗く見えます。
こうやって、星の光がまたたくようにみえるんですね。
光は、空気分子(ぶんし)の粒にぶつかると、自分で一番距離が短くなる道筋(みちすじ)
を選んで進んで行って、道筋(みちすじ)を曲げることができる性質があります。
光は、自分で空気分子(ぶんし)の粒の少なそうなところを見つけ出して進んで行
くことができるんですね。不思議な性質ですね。
こうやって、光がデタラメに動く空気分子(ぶんし)にぶつかって、
進んで行く道を曲げてしまうために、
私たちに届く光の道筋(みちすじ)が変わってしまうんですね。
星の光のまたたきは、光がデタラメに動く空気分子(ぶんし)にぶつかるせいで起きるので、
やっぱりデタラメのまたたきです。
このデタラメ感に私たちは、何かいい感じ、と感じるようです。
もし星のまたたきが、信号機の点滅のように規則正しいまたたきだと、
あんまりおもしろく感じないですね。
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どうして、サクソフォーンは音がでるの？
薄い板をブルブル振るわせて音が出るんです
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。
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サクソフォーンはサックスとも呼ばれる楽器ですね。
サックスはなんともいい感じの独特音色がします。
リコーダーを大きくして曲げたような形をしているけれど、
よくみてみると、ちょっと違うところがある！
どこが違うかといいうと、息を吹き込むところが違っている！
何か薄い板がついている！
この薄い板を使ってサックスはどうやって音がでるのでしょうか。
なんとなく、息を吹き込むところについている、
薄い板のせいだなとわかるんだけれど・・・ちょっとよくわからない！
ちょっと詳しくまとめてみましょう。
サックスで音がでるのを体験する簡単な実験をしてみます。
紙切れを２枚重ねて持ちます。
下側の紙がすこし手前にはみ出るように動かします。
そして、紙の間めがけて息を吹き込みます。
すると、どうなるか。
紙から音がでます。
吹きかける息の勢いを強くしたり弱くしたり、紙の持ち方を変えたりすると音が変わります。
音が出るとき、紙はどうなっているかというと、
紙はブルブルと振るえています。
この紙の振動が空気に伝わって、、空気の振動が耳の中の細胞へ伝わって、
耳の中の細胞から電気信号が脳にでて、
脳の中で電気信号を組み合わせて音が聞こえるようになるんですね。
紙がブルブル振るえるところが、サックスでは、
リードと呼ばれる薄い板で起きています。
リードがブルブル振るえて、その振動が、サックスの本体へと伝わります。
リードから出た振動にはたくさんの種類の振動が含まれていますが、
サックス本体の中で共鳴(きょうめい)できた振動だけが生き残って、
外の空気を振動させて、大きな音がでるようになります。
モノには、必ず振動しやすい振動数(しんどうすう)があって、
固有振動数(こゆうしんどうすう)ともいいます。
固有振動数(こゆうしんどうすう)は、形や材料によって様々です。
サックスの本体にも固有振動数(こゆうしんどうすう)があります。
サックスの固有振動数(こゆうしんどうすう)は、
サックス本体の穴をふさぐことで変えることができます。
こうやって、共鳴(きょうめい)する固有振動数(こゆうしんどうすう)を変えて、
サックスから出る音を変化させているんですね。
リードから出た振動の中で、
サックス本体の固有振動数(こゆうしんどうすう)と合う振動が大きな音になって
外へ出て行って外の空気を振動させて、大きな音がでるようになるんですね。
固有振動数(こゆうしんどうすう)以外の振動は消えてなくなってしまうんですね。
紙をブルブル振るわせる実験でも、紙の材質を変えると、音が変わります。
サックスでもリードの材料や湿り具合や劣化などによって
少し音に変化がでることがあります。
楽器は理科と関係が深くておもしろいですね。
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蛯原ようすけ
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どうして、水と油は混ざらないの？
水と油の分子(ぶんし)が電気の力で引き合わなんです
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。
サラダにドレッシングをかける時を、つい勢いよく振ってしまいますね。
ドレッシングの中の油の成分とそれ以外の成分が分かれてしまっているためですね。
勢いよくふると、ドレッシングの油が、小さな油滴(ゆてき)になってドレッシングの液体
のなかを漂(ただよ)うので少しドレッシングが混ざったかのようにみえます。
ここで、サラダにかけるといいタイミングです。
しかし、やっぱり混ざっていないのでしばらくすると、
油とそれ以外の成分が分かれてしまいますね。
ドレッシングの中の油の成分以外のモノには水が含まれているので、
水と油が混ざらないためにこうなってしまうんですね。
ところで、どうして水と油は混ざらないのでしょうか。
なんとなく、経験的に知っていることなんだけれど、ちょっと不思議。
ちょっと詳しくみてみましょう。
水と油が混ざらないことを詳しく知るために、ちょっとミクロの目でみてみることにします。
水は分解していくと、ミクロの水分子(ぶんし)になります。
水分子(ぶんし)は小さすぎて目に見えませんが、水分子(ぶんし)がたくさん
集まって水ができてます。
もうすこし、詳しくみてみると、水分子(ぶんし)は電気をもっています。
プラスの電気のところとマイナスの電気のところがあるんですね。
でも、水分子(ぶんし)全体としてみると、
プラスの電気とマイナスの電気はちょうど打ち消しあっていて、
水をさわっても感電(かんでん)するようなことはありません。
水分子(ぶんし)の中で、プラスの電気がかたよったところと、
マイナスの電気がかたよったところがあるんですね。
水分子(ぶんし)のプラスのところとマイナスのところがお互いに引き合って、
たくさん集まって水ができるんですね。
逆に言うと、水分子(ぶんし)がバラバラにならないで水でいられるのは、
電気のちからのおかげだったんですね。
一方、油は、炭素(たんそ)と水素(すいそ)が集まってできた油の分子(ぶんし)
からできています。
しかし、水の分子のように、電気を持っていません。
このため、水分子(ぶんし)のプラスの電気ところとも引き合うことができません。
さらに、
水分子(ぶんし)のマイナスの電気のところとも引き合うことができません。
このため、どうやっても水と油は引き合うことがなくて、別れてしまいます。
しばらく放置(ほうち)しておくと、
水より軽い油は、水の上にくるように別れてしまいます。
水と油が混ざるためには、電気の力が必要なんですね。
ミクロの分子(ぶんし)どうしが混ざる時は、
電気の力が大活躍していたんですね。
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蛯原ようすけ
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どうして、地球の気温は高くなっているの？
地球が野菜を育てる、温室のようになっているんです
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。
最近の地球の温室効果で気温が高くなってきていると言われています。
温室といえば、野菜を育ているビニールハウスを思い浮かべますね。
ビニールハウスと同じようなことが起きているのでしょうか。
野菜の温室と地球が同じといわれてもちょっとピンときませんね。
ちょっと詳しくみてみましょう。
温室効果を考えるために、ちょっと簡単な実験を考えてみます。
晴れた日に、ビンの中に黒い紙をいれて、
その上に温度計をおいて、フタを閉めます。
もう一方は、黒い紙を外に直接おいて、
その上に温度計をおいておきます。
しばらくすると、どうなるかというと・・・
だいたい予想がつきますね。
ビンの中にいれた温度計のほうが、温度が高い値を示します。
どうして、そうなったのかちょっと考えてみます。
黒い紙は、太陽の光を吸収して、温度が高くなります。
それと同時に、温度が高くなった黒い紙からも、
赤外線(せきがいせん)という目に見えない光にのって熱のエネルギーが出ています。
この熱のエネルギーが、ビンの壁にぶつかって、はね返ってきたせいで、
ビンの中の温度が高くなってしまったのです。
外においた黒い紙からも、熱のエネルギーがでています。
この場合、熱のエネルギーは宇宙へと逃げていってしまったので、
温度が高くならなかったのですね。
地球全体でも同じようなことが起きていると考えることができます。
太陽の光で暖められた地面から、熱のエネルギーがでています。
この熱のエネルギーがそのまま宇宙で逃げていかないで、
地球に反射して帰ってくる熱のエネルギーがあるため、
地球の気温が高くなってきているんですね。
簡単な実験では、
熱のエネルギーを反射しているものはビンの壁でしたが、
地球の場合には、二酸化炭素(にさんかたんそ)が原因じゃないかと考えられています。
熱のエネルギーを反射して返してくる原因のモノとして、
二酸化炭素(にさんかたんそ)、水蒸気(すいじょうき)、メタンなどいろいろありますが、
たくさん原油を燃やして、二酸化炭素(にさんかたんそ)が増えたことが、
原因じゃないかと考えられています。
二酸化炭素(にさんかたんそ)がなくなればいいかというと、
簡単にそういう訳にもいかないようです。
もし、二酸化炭素(にさんかたんそ)がなくなれば、
地球の気温は、マイナス18℃くらいにになると言われています。
植物の光合成もできないため酸素(さんそ)も足りなくなってしまいます。
二酸化炭素(にさんかたんそ)は多すぎても、少なすぎてもいけないんですね。
ちょうどいいバランスが必要なんですね。
【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
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宇宙で一番速いものは何 ？
宇宙で一番速いモノは、ひかりなんです
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。
新幹線、飛行機などスピードが速い乗り物ができて便利になりましたね。
ロケットはものすごいスピードで飛んでいきますね。
ところで、素朴なギモン！宇宙で一番スピードが速いものは何でしょう？
あれかな、これかなといろいろ思い付きますね。
ちょっとまとめて整理してみます。
いきなり、結論ですが、宇宙で一番スピードが速いものは、光です。
光は、宇宙を１秒間に約30万キロメートル進みます。
地球を７周半できるスピードです。
新幹線や、飛行機など私たちが作った乗り物よりも、
もっともっとスピードが速いのです。
1秒間に進む距離を比べてみますと、
光：約30万キロメートル
電波：約30万キロメートル
ロケット：約1.1キロメートル
ミサイル：約7キロメートル
ジェット機：約0.7キロメートル
新幹線：約0.07キロメートル
光が、けたちがいにスピードが速い！
光と電波は、同じ仲間なのです。だから、電波も光と同じスピードです。
宇宙で一番スピードが速いのは光だ！といいだしたのは、
アインシュタインという偉大な科学者です。
今、アインシュタインの考えは正しいと受け入れられています。
常識をひっくりかえすような、新しいアイデアを言いだした
アインシュタインですが、ことごとく、実験で正しいことが確かめられています。
ところで、私たちは、光のスピードの乗り物を作れるかというと、
残念ながらできそうにありません。
アインシュタインの考えによると、スピードが速くなると、
だんだん重くなってくるのです。
重くなってくるというのは、だんだん動かしにくさがおおきくなってくるということで、
理科の言葉では、質量が大きくなるといいます。
質量と重さはちょっとややこしいですね。
私たちは普通、重さというと、地球が引っぱる力のこといいますが、
重さと質量を区別しなくても、ほとんど困ることはありません。
地球がない、宇宙では重さを考えることができなくなります。そこで
宇宙のどこでも使える、動かしにくさである質量をつかうことになっています。
さて、スピードが速くなるとだんだん動かしにくさがおおきくなってくる！
まさか、そんなことがあるはずがない！
アインシュタインの考えは、不思議なことをいっていますね。
しかし、小さな小さな粒を使った実験で確かめられているんです。
スピードが速くなると、だんだん動きにくくなっていく。
ロケットでいくら加速しても、質量が増えていくばかりで、スピードは速くならないということになるんですね。
私たちは、光のスピードに比べるとけたちがいにスピードが遅いモノに囲まれています。
ところが、もし、光のスピードに近いスピードで動くことができたら、
ちょっと、今の経験で知っていることとは、違うことが起き始めるんですね。
光だけが、１秒間に約30万キロメートルを進むスピードになれるのです。
これは光の不思議な性質のひとつです。
光は、光子という粒でできていて、質量がゼロと考えられています。
質量がゼロだから、スピードが速くても動かしにくくならないんですね。
不思議ですね～。
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蛯原ようすけ
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どうして、水滴(すいてき)と水滴(すいてき)はくっつくの ？
電気の力で水滴（すいてき）と水滴（すいてき）はくっつくんです
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。
植物の葉っぱについた水滴（すいてき）をみていると、
水滴（すいてき）と水滴（すいてき）がコロコロっところがってくっついて
大きな水滴（すいてき）になっていくことを見かけたことがありませんか。
ペットボトルについた水滴（すいてき）が、くっついておおきな水滴になって
テーブルに落ちて水浸しになるのこともありますね。
どうも水滴（すいてき）と水滴（すいてき）は、仲良くくっつくようですね。
どうして、くっつくんでしょうか、ちょっと不思議ですね。
ちょっと考えてみましょう。
水蒸気(すいじょうき)は、水を作っている、小さい小さい水を作っている粒です。
あまりに小さいので目に見えません。
水蒸気(すいじょうき)をつくっている材料をもっと詳しくみてみると、
原分子(げんし)になります。
酸素原子(さんそげんし)１つと水素原子(すいそげんし)２つが手をつないで
水蒸気(すいじょうき)になっています。
実は、酸素原子(さんそげんし)は、いつもイライラして不満でいっぱいです。
なぜかというと、酸素原子(さんそげんし)のなかに住んでいる電子(でんし)という粒が
希望より２個少ないせいです。
そこで、他の原子(げんし)と仲良くなって、電子(でんし)をもらいたくて、
仲良くなるための手を２本出しています。
水素原子(すいそげんし)のほうは、電子(でんし)という粒が希望より１個少なくて
他の原子(げんし)と仲良くなって、電子(でんし)をもらいたくて、
仲良くなるための手を１本出しています。
そのときに、酸素原子(さんそげんし)と水素原子(すいそげんし)が出会うと、
酸素原子(さんそげんし)の両側に水素原子(すいそそげんし)がくっついて、
手をつなぎ合って
電子(でんし)の粒のプレゼントのし合いを行います。
電子(でんし)の粒のプレゼントを超高速でやっていれば、
平均すると、お互いに足りなかった電子(でんし)の粒をゲットできたようなカタチなります。
ところが、酸素原子(さんそげんし)の中心には、原子核(げんしかく)という重たい奴がいて、
電子の(でんし)粒を独り占めしようとする力が強いのです。
それで、超高速で、つないだ手の中で電子(でんし)の粒のプレゼントのし合い
をやっていても、何回かに一回は、電子(でんし)の粒が
酸素原子(さんそげんし)のほうに全部引きつけられてしまうことがあります。
このなったとき、電子(でんし)の粒がたくさんきてくれた酸素原子(さんそげんし)のほうは
マイナスの電気を持つようになります。
電子の粒が出て行った水素原子(すいそげんし)のほうは、
プラスの電気をもつようになります。
水蒸気(すいじょうき)の粒に、プラスの電気とマイナスの電気があるところが
できてしまうんですね。
でも、水蒸気(すいじょうき)全体では、プラスマイナスゼロで電気を打ち消し合っているので、
感電することはないんですね。
宇宙を作った神様は、
プラスの電気とマイナスの電気はひきつけあうようにつってしまったんですね。
水蒸気(すいじょうき)と水蒸気(すいじょうき)とが出会うと、
マイナスの電気をもつ酸素原子(さんそげんし)と、
プラスの電気をもつ水素原子(すいそげんし)が引きつけ合って
くっついてしまいます。
こうやって、水蒸気(すいじょうき)から少し大きな水滴(すいてき)ができます。
水滴(すいてき)どうしでも、やっぱり同じようにくっついて、
もう少し大きな水滴なります。
水滴(すいてき)どうしは、電気の力でくっついて仲がいいんですね。
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蛯原ようすけ
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どうして、食べ物が腐るの ？
微生物(びせいぶつ)が食べ物をどんどん分解して腐ってしまうんです
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。
どうして、腐るの？
食べものは時間がたつと腐ってしまって食べられなくなってしまいますね。
カビが生えたりもしますね。
冷蔵庫に入れておけば安心と思って、つい忘れてしまったら、
食べることができなくなっていた!
なんてこともあったりします。
食べものはどうして腐るのか、ちょっとまとまめみます。
食べものが腐るのは、微生物（びせいぶつ）が、
食べ物の細胞を分解してしまうからなんですね。
微生物（びせいぶつ）は、とてもちいさくて目に見えない生きもので、
地球のどこにでもいます。
細菌(さいきん)とかバクテリアなどとの呼ばれます。
微生物（びせいぶつ）は、地球のどこにでもいて、
地球で生きものリサイクルをしている、大切な役割があります。
微生物（びせいぶつ）は、食べ物の細胞をえさにして、どんどん増えていきます。
そして、食べ物をどんどん分解して、
とうとう、最後には、二酸化炭素(にさんかたんそ)と水にして、
地球に戻しています。
二酸化炭素(にさんかたんそ)と水は、今度は、植物がたべて植物の体にたまっていきます。
そして、動物が植物をたべて、その動物を私たちが食べて・・・と
繰り返していきます。
微生物（びせいぶつ）がいないと、このリサイクルの循環（じゅんかん）が止まってしまうんですね。
ところで、微生物（びせいぶつ）は、どこにでもいます。
新品の食べものの中にもいます。1グラムの中に、1万～10万個の微生物（びせいぶつ）がいます。
これが時間がたつと、1000万個以上へと数が増えてきます。
こうなると、微生物（びせいぶつ）が食べものをどんどん分解するので、腐ってしまいます。
微生物（びせいぶつ）は、温度が低くなるほど、食べ物を分解するスピードが落ちていきます。
ところが、温度が低くても、完全に微生物（びせいぶつ）が食べ物を分解することを防止することはできません。
冷蔵庫の温度は4℃くらいですが、ゆっくりですが、微生物（びせいぶつ）は、食べ物を分解していきます。
冷蔵庫は、長期間食べものを保存することはできますが、腐るのを完全に防止することはできなんですね。
更に凍結して保存すると、食べ物は長持ちします。
ところが、まだ生き残る微生物（びせいぶつ）がいて、マイナス15℃以下でも死なないで、
食べものを分解していく微生物（びせいぶつ）がいます。
凍結保存すると、かなり長期保存できますが、
微生物（びせいぶつ）はまだいきているんですね。
冷やす以外にも、微生物（びせいぶつ）が食べもの分解するスピードを遅くする方法があります。
ひとつは、酸素（さんそ）をとって真空（しんくう）パックにしてしまう方法です。
微生物（びせいぶつ）も生きていくのに、私たちと同じように酸素（さんそ）が必要なんですね。
もうひとつは、乾燥させることです。
干物などが腐りにくいのは、このためなんですね。
微生物（びせいぶつ）も生きていくのに、私たちと同じように水が必要なんですね。
ちなみに、
微生物（びせいぶつ）は、食べものを腐らせてしまうだけでなく、おいしくすることもやってしまいます。
乳酸菌（にゅうさんきん）という微生物（びせいぶつ）が活躍する、ヨーグルト、チーズ、
こうじカビという微生物（びせいぶつ）が活躍する、しょうゆ、みそ
納豆菌んという微生物（びせいぶつ）が活躍する納豆
酵母（こうぼ）という微生物（びせいぶつ）が活躍する、日本酒、ワイン、ビール
などなど、たくさんあります。
微生物（びせいぶつ）が活躍しておいしくした食べものは、
発酵(はっこう)食品と呼ばれています。
微生物（びせいぶつ）は、私たちが住む地球では、なくてはならない、働き者だったんですね。
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蛯原ようすけ
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どうして、包丁でスパッと切れるの ？
力を刃先に集中させて、切れるようになるんです
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。
キレ味のいい包丁で料理をつくると、
食べものをつぶさないでで切れて、おいしい料理になりますね。
余計な力もいらないので、楽にキレて疲れません!
反対に、キレ味の悪い包丁だと、うまくキレないし、
余計な力が入って、けがをしそうになったりしますね。
良くキレる包丁と、イマイチな包丁、何が違うんでしょうか。
包丁を研ぐとキレ味が復活するのは、どうしてなんでしょうか。
ちょっと詳しく知りたくなりますね。
包丁のキレ味のお話の前に、ちょっとたとえ話！
本の平たいところで頭をゴツンとされるのと、
本を綴じている背表紙のところでゴツンとされるのでは、
どっちが痛いかというと・・・
もちろん、背表紙のところでゴツンとされるほうが痛い！
本を振り下ろしたほうは同じ力で振り下ろしているのに、
ゴツンとされたほうは、幅がせまいほうでゴツンとされたほうが痛い。
本を振り下ろした時の力が、集中して、かかってしまうんですね。
包丁もこれと同じなのです。
包丁の刃先の角度を小さくしていけば、
包丁を押したときの力が、食べものに集中してかかります。
食べものの中では、小さいミクロの目でみると、
分子(ぶんし)というミクロの粒になって、
分子(ぶんし)どうしが手をつないでながっています。
集中してかかった力に耐えきれずに、
分子(ぶんし)どうしが手をつなでいた手が外れて、
食べものは切れます。
キレ味がイマイチの包丁は、刃先の角度がちょっと丸くなってしまった状態です。
このときは、包丁を押したときの力が、食べものに集中してかからないので、
食べものの中の分子(ぶんし)どうしが手をつなでいた手を切断するほどの
力がかからないんですね。
それで、キレ味が悪くなってしまうんですね。
食べものの中の分子(ぶんし)は小さな目に見えない粒ですが、
お互いにつ手をなぎ合っている力は、意外に強いんですね。
刃先のの角度は、ちょっとした角度の違いでも、
キレ味や、切る時に入れる力はかなり違いを感じるんですね。
力を集中するようにすれば、包丁の切れ味が良くなるんですね。
包丁を研ぎなおしたときは、キレ味が復活するのは、
包丁の刃先の角度を小さくしていたんですね。
包丁で、食べものを切る時、力を入れておしています。
同時に、食べものも包丁を押し返してきます。
あんまり、包丁の刃先の角度を小さくすると、
包丁の刃先が、食べものから押される力に耐えきれなくなって
刃先が、こわれてしまうこともあります。
カタイ食べものを切る包丁、やわらかい食べものを切るなどで
ちょうどいいバランスがあるんですね。
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どうして、テーブルの上のお椀が滑るの？
水蒸気(すいじょうき)の力でお椀がういてしまうんです
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。
テーブルの上においたお椀がスーっとすべっていって、テーブルから落ちそうになったこと、一度はありますね。
たまにこういうこと経験しますね。
まるで、何もかが引っ張っているかのようですが、だれもさわっていません。
本当に何かかに引っ張られているんでしょうか、見えない力が働いているのでしょうか。
ちょっと不気味な感じもしてきて、ちょっと詳しく知りたくなりますね。
お椀がテーブルの上をツーっと滑っていく時、
だいたいの場合、テーブルを拭いた後とか、お椀の足のところが濡れている場合です。
テーブルを拭いた後すこしテーブルに残っていた水滴、
お椀を洗ったあとすこし足のとろこに残った水滴が、
ツーっとすべっていってしまうことに深く関連しています。
お椀をテーブルにおくと、お椀の足とテーブルの面で囲まれた空洞(くうどう)ができます。
空洞(くうどう)に残された少しの水は、
お椀のなかに入っている熱いスープや味噌汁から熱のエネルギーをもらって、
水蒸気(すいじょうき)へと変わっていきます。
水から水蒸気(すいじょうき)になると、1600倍以上に膨(ふく)らみます。
空洞(くうどう)の中は水蒸気(すいじょうき)でパンパンになってきます。
温度が高くなった水蒸気(すいじょうき)は、
あっちこっちへと自由にものすごい勢いで動き回るようになって、
どこかへ逃げていこうとします。
しかしお椀の足が壁となって、ここからは外へと逃げていくことはできそうにありません。
お椀の足とテーブルの間には、水滴がついていて、しっかりスキマがふさがれていて、
ここからも外へと逃げていくことはできそうにありません。
そこで、1600倍以上に膨らんだ水蒸気(すいじょうき)は、お椀を少し上へと持ち上げます。
そうするとお椀の足と、テーブルは直接接触(せっしょく)しないで、
水滴がビヨーンとのびてバネのような感じになって、お椀の足とテーブルをつないでいて水蒸気(すいじょうき)が逃げていくスキマはできません。
お椀の足とテーブルが直接こすれないので、わずかに浮いている状態になっています。
こうなると、お椀はふわふわ浮いている状態ですから、簡単に動いてしまいます。
テーブルがすこしでも傾いていたら、低い方へとツーっと動いていってしまいます。
お椀のなかに熱いスープや味噌汁が入っていると、これはよく起きるんですね。
お椀のなかに熱いスープが入っていなくても、
空洞(くうどう)のなかの水滴が、テーブルから熱のエネルギーをもらって
水蒸気(すいじょうき)なると、起きることがあるんですね。
お椀がテーブルの上をとツーっと滑って行ってしまうのは、
水蒸気(すいじょうき)のせいだったんですね。
水蒸気(すいじょうき)は意外と力持ちですね。
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どうして、同じ人がいないの？
遺伝子(いでんし)が変化していくから、同じ人にならないんです
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。
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こどもは、お父さん、お母さんににているけれど、まったく同じではないですね。
他人どうしでも、背や顔、声がよくにている人がいても、
やっぱりまったく同じではありませんね。
まったく同じ人がいたらいたで、なんか気持ち悪い感じもしますが、
まったく同じ人にならないのは、
そうならないような、しくみにもなっているんですね。
ちょっとそのしくみを考えてみましょう。
私たちのからだは、たくさんの種類のタンパク質というモノからできています。
目も、鼻も、血液も、筋肉も・・全部タンパク質です。
どんなタンパク質を作るのかの設計図が、遺伝子(いでんし)にかかれています。
遺伝子(いでんし)は私たちのからだを作っている細胞のひとつひとつに入っています。
こどもが産まれる時、、
お父さんの遺伝子(いでんし)と、おかあさんの遺伝子(いでんし)が、半分ずつ出しあって、
こどもの遺伝子(いでんし)を作ります。
これで、こども遺伝子(いでんし)は、
おとうさんの遺伝子(いでんし)でも、おかあさんの遺伝子(いでんし)でもない
オリジナルな遺伝子(いでんし)になります。
こうやって遺伝子(いでんし)のつぎはぎをして、次世代、次世代へと、つながっていきます。
もし、こどもの遺伝子(いでんし)、おかあさんの遺伝子(いでんし)だけで決ってしまうと、
まったく同じこどもが産まれてくる可能性があります。
完全なコピー遺伝子(いでんし)になります。
ところが、おとうさんの遺伝子(いでんし)がまざることで、
完全なコピー遺伝子(いでんし)ほとんどできなくなります。
こうやって、遺伝子(いでんし)をオリジナルにして
つぎはぎしてしんかしていかないと、
私たちは生き残れないのですね。
もし、完全コピー遺伝子(いでんし)のこどもばかり産まれたら、
ウイルスなどの病原菌に攻撃されたら、私たちはそこで、全滅してしまいます。
しかし、少しづつ違う遺伝子(いでんし)をもっているのであれば、ウイルスに強い遺伝子(いでんし)をもつ
人が生き残っていくことができます。
おとうさんの遺伝子(いでんし)は、私たちが生き残っていくために大切な役割があるんですね。
おとうさん、おかあさんのなかの遺伝子(いでんし)も変化しています。
私たちの体をつくっている細胞は、毎日、死んでいく細胞もあれば、あたらしく生まれる細胞もあります。
あたらしく細胞がうまれるとき、古い細胞のなかにあった遺伝子（いでんし）のコピーがつくられていきます。
ところが、たまにコピーミスがおきるのです。
このコピーミスが、たまにおきて、
これまでと違う遺伝子(いでんし)を作り出してしまいます。
こうやって、たまに遺伝子(いでんし)のコピーミスをおこして、
私たちは、進化してきたんですね。
環境の変化に対応して、うまく生き残れるように、
遺伝子(いでんし)のつぎはぎや、コピーミスがおきるんですね。
不思議ですね。
まるで、だれかに操作されている感じもしますね。
一卵性の双子は、全く同じ遺伝子(いでんし)をもっているのですが、成長していく段階で影響をうけた環境によって、違いが出てくると分かっています。
もし、今私たちの遺伝子(いでんし)コピーした人間を作ったとしても、昔の環境と今の環境は違うので、まったく同じ人にならないんですね。
ホントに不思議ですね。
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どうして、モノは水に溶けるの？
電気の力でモノが水に溶けていくんです
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。
料理の時には、調味料(ちょうみりょう)を溶かして味付けしますね。
味噌汁(みそしる)もお湯に、味噌を溶かします。
水にはいろんなモノが溶けますね。
水に溶かす前までは、固体だったものが
水にいれると、水の中に散らばって溶けてしまっています。
溶けている時に、何が起きているんでしょうか。
なんか不思議ですね。ちょっと詳しくしりたくなりますね。
ちょっと考えてみます。
調味料(ちょうみりょう)が水に溶けることを、ちょっと詳しく見てみるために、
最初に、水がとうやってできているのかまとめてみます。
水は、小さく分解していくと、水分子(ぶんし)という小さい粒になります。
水分子(ぶんし)は、もっと詳しくみてみると、
酸素原子(さんそげんし)の両側に水素原子(すいそげんし)がくっついています。
酸素原子(さんそげんし)の両側に水素原子(すいそげんし)がくっつく役目の、
接着剤の役割をしているモノは電子(でんし)と呼ばれる粒です。
電子(でんし)は、マイナスの電気を持っている粒です。
酸素原子(さんそげんし)と水素原子(すいそげんし)が
つながっているところでは、
電子(でんし)がものすごい高速で、いったりきたりしているんですね。
ところが、酸素原子(さんそげんし)が電子(でんし)を引き付ける力と
水素原子(すいそげんし)が電子(でんし)を引き付ける力を比べると、
酸素原子(さんそげんし)が電子(でんし)を引き付ける力のほうがちょっと強いんです。
そのせいで、平均してみると、電子(でんし)は、
酸素原子(さんそげんし)のまわりにいることが多くなってきます。
酸素原子(さんそげんし)は電子(でんし)が余計に寄ってきたので、
平均するとマイナスの電気を持つようになります。
電子でんし)が出て行ってしまった水素原子(すいそげんし)のほうは、
平均するプラスの電気をもつようになります。
こうして、水分子(ぶんし)は、平均してみると、プラスの電気があるところと
マイナスの電気があるところが表れて、水の中でうようよと動いています。
調味料(ちょうみりょう)が水やお湯に溶けるとき、
この水分子(ぶんし)に、プラスの電気があるところと
マイナスの電気があるところがあることが、関係してきます。
調味料(ちょうみりょう)も、小さく分解していくと、
たくさんの種類の原子(げんし)がつながってできた
分子(ぶんし)という粒になります。
この調味料(ちょうみりょう)の分子(ぶんし)も、
よくみてみると、やっぱり、プラスの電気があるところと
マイナスの電気があるところがあることできています。
調味料(ちょうみりょう)を水に溶かすと、
調味料(ちょうみりょう)の分子(ぶんし)のプラスのところに、
水分子(ぶんし)のマイナスのところがくっつきます。
調味料の分子(ぶんし)のマイナスのところに、
水分子(ぶんし)のプラスのところがくっつきます。
宇宙を作った”神様”は、プラスの電気とマイナスの電気
が引きつけ合うように作ってしまったんですね。
こうやって、水分子(ぶんし)が、
調味料の分子(ぶんし)のまわりにくっついて取り囲んで、
調味料の分子(ぶんし)を引き抜いて、水の中へ散らばって行きます。
そして、調味料の分子(ぶんし)が水の中へ行って
水に溶けることになります。
水にいろんなモノが溶けるのは、水分子(ぶんし)が電気の力で
ほかの分子(ぶんし)を引き付けていたせいなんですね。
【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
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マグマのように熱かった地球から海ができて、温度も冷えて、生きものが誕生するまでには、たくさんの偶然とも思えることがおきてきたようなのです。ちょっと、さかのぼってみてみます。
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どうして、原子(げんし)があると分かったの？
原子(げんし)が確かにあるというは、水に浮かべた花粉の小さい粒が、おかしな動きをすることから始まりました
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。
宇宙にあるモノはすべて分解してどんどん小さいミクロの目でみると
原子（げんし）になります。
宇宙にあるモノはすべてのモノは、原子（げんし）が集まってできているんですね。
原子（げんし）は、とても小さくて目に見えないモノなのに、
どうして、原子（げんし）にがあると分かったんでしょうか。
ちょっと、どうやったの～？と思いますね。
原子（げんし）にの発見の歴史を見みてみましょう。
今から２５００年前ギリシャの哲学者は、すべてのモノは、小さい小さい粒で
できていると考えるようになっていて、その粒をatom、原子(げんし)と呼んでいました。
こんなに昔から、モノを分解していくと、小さい粒になると考えていたんですね。
原子(げんし)の大きさは、1000万分の1ミリくらいだといわれています。
とても目で見える大きさではありません。
特別な顕微鏡を持ってきても、ボヤーと影のようなものが見えるくらいしか分かりません。
それでも、現在は、原子(げんし)の中の構造は、かなり詳細に分かっています。
原子(げんし)があると実験で確認できて、世界の人々から認められたのは
およそ100年前のことです。
原子(げんし)は、想像上のモノで、実際にあるのかどうか、
ずっと良くわからなかったんですね。
原子(げんし)の発見の歴史の最初は、
ブラウンという科学者が発見した小さな粒の奇妙な動きです。
ブラウンが花粉を調べようとして、水に浮かべた花粉を顕微鏡でのぞいていたら、
水を吸った花粉が破裂して、
中から小さな粒が飛びだしてきたのです。
そして、この小さな粒がまるで生きているかのように、
ゆらゆらと動き回る奇妙な動きを発見しました。
これは、現在では、小さな粒ならどんな小さな粒でもおきる動きで、
「ブラウン運動」と呼ばれています。
このときは、どうして小さな粒が、ゆらゆらと動くのか良くわかりませんでした。
それから８０年後、アインシュタインが、ある仮説を発表しました。
アインシュタインの仮説は、
水分子(ぶんし)が四方八方から衝突してくるから、水に浮かべた小さな粒がゆらゆらと動く
というものでした。
このときにすでに、
水も小さく分解していくと、水分子(ぶんし)という小さい粒でできていて、
水分子(ぶんし)は、酸素原子(げんし)と水素原子(すいそげんし)が
くっついてできているはずだと、考えられていたんですね。
アインシュタインは、水に浮かべた小さな花粉の粒は、
原子(げんし)よりもはるかに大きくて目に見えるから
水に浮かべた小さな粒の動きを調べれば、
水に浮かべた小さな粒をゆらゆらと動かしている原子(げんし)の動きも分かる
と考えて、水に浮かべた小さな粒の動きを予測する計算式を導き出しました。
その後、アインシュタインの仮説が正しいか実験が繰り返し行われました。
ジャン・ペランという科学者が徹底的に実験を行って、仮説が正しいこと確認しました。
アインシュタインの導いた計算式に実験結果を入れてみて、
計算式の中に出てくる、原子(げんし)の数に相当する定数を求めました。
そうすると、何百回と実験を行っても、
原子(げんし)の数に相当する定数がある範囲になることが分かったのです。
実験の誤差もあるため、定数が一定値にならなかったのはしかたないのですが、
その誤差を考えてみても、
どうも、原子(げんし)の数に相当する定数が、ある値になるようだと分かってきたのです。
この結果から、原子は存在する仮説は正しいと認められるようになりました。
アインシュタインの式からは、水に浮かべた小さな粒をゆらゆら動かす原子(げんし)の数
はこれくらいになるはずだという定数を求めることができたんですね。
計算では、この定数は一定の値をとるため、原子(げんし)は存在するはずと
思われたのですが、ジャン・ペランが実験でそれが正しいと証明したんですね。
ジャン・ペランは、この発見で、ノーベル賞を受賞しています！
目に見えない原子(げんし)の存在を、”確かにある”と言うには、
かなりたくさんの仮説と実験が繰り返されたんですね。
原子(げんし)があると、認められるようになる少し前に、
モノを小さく分解していくと、
電子(でんし)というもっと小さい粒があるというこが、実験から分かっていました。
さらに、
モノを小さく分解していくと、中心に何かがあることも分かっていました。
これは原子核(げんしかく)と呼ばれていました。
原子(げんし)が確かにあるかどうか、まだ分からない頃に、
原子(げんし)の中身のことが実験で分かってきていたんですね。
そして、原子(げんし)は”確かにある”と分かったあとは、
原子(げんし)の中で、
原子核(げんしかく)と電子(でんし)
はどうなっているのか、
いろんな仮説が考えられました。
現在は、原子(げんし)の中心に原子核(げんしかく)が住んでいて、
そのまわりを電子(でんし)が猛スピードで飛び回っていて
雲のようになっていると考えられています。
モノは何からできているのかの研究はまだまだ続けられています。
【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
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マグマのように熱かった地球から海ができて、温度も冷えて、生きものが誕生するまでには、たくさんの偶然とも思えることがおきてきたようなのです。ちょっと、さかのぼってみてみます。
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どうして、コップの底にあるコインが上にきたように見えるの？
コインからでた光が曲がるのと、私たちの目の錯覚(さっかく)のせいで、本当とは違うところにコインが見えるようになるんです
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。
コップにさしたストローが水面で曲がって見えることがありますね。
本当は曲がっていないのに、曲がって見えてしまう!
不思議です！
コップの中にコインをいれておいて、最初は見えないのに、
水を入れていくと、途中からコインが見えるようになることもあります。
本当はコップの底にあるコインなのに、まるで、コインの底が
浮かび上がってきたかのように見える現象！
やっぱり不思議、なんで～？
なんか心霊現象みいで気持ち悪いこの現象、どうして起きるんでしょうか。
ちょっと詳しく知りたくなりますね。
ちょっと考えてみます。
私たちがいつも目にしている光には、不思議な性質がいくつもあります。
その中のひとつに、光は、宇宙の直線定規(じょうぎ)というのがあります。
直線定規(じょうぎ)というのは、
光は、空気のない真空の中ではかならず、まっすぐに進みます。
まっすぐというと、あるところAからべつのところB点までの、
長さがいちばん小さくなる距離のことです。
とちゅうで折れ曲がったり、横道にそれたりしないということですね。
AからB点までの、長さがいちばん小さいとうことだから、
AからB点までの行く時間が一番短いということでもありますね。
光の、不思議な性質のもうひとつは、
光が、水や空気の中を進むとき、ちょっとスピードが遅くなります。
水は分解していくと原子(げんし)という小さい粒になります。
空気もミクロな目で分解していくと原子(げんし)という小さい粒になります。
原子(げんし)は、光が当たると、いったん飲み込んで、そして、同じ光を吐き出します。
そして、光を吐き出した光が、次の原子(げんし)へ伝わって・・と
原子(げんし)の中で光のリレーが起きます。
こうやって光のリレーが起きるために、
光が、水や空気の中を進むとき、ちょっとスピードが遅くなります。
空気の中より水の中のほうが原子(げんし)の数が多いので、
原子(げんし)の光のリレーの回数が多くなって、
光が、水中を進むとき、さらにスピードが遅くなります。
光がコップの中の水の中を通ってきて、空気中に出るとき、
水の中ではスピードが遅かった光が、空気中にでスピードが速くなります。
このとき、光は、ちょっと曲がってしまいます。
宇宙の直線定規(じょうぎ)といわれる光は、真空中(しんくうちゅう)の場合
だけだったんですね。。
でも、光は、あるところA点からあるところB点まで行く時に、
一番時間が短くなる道を選んで通っていくという性質は変わりません。
だれに教わったわけでもないのに、光は、一番時間が短くなる道が分かって、
その道を選んで通って行くんですね。
ホント、光の、不思議な性質です。
光がコップの中の水の中を通ってきて、空気中に出るときの
一番時間が短くなる道は、ちょっと文章では書きにくいので図をみてみますと、
水の中を通る距離が長いと、時間がかかりすぎます。
かといって、水の中を通る距離を短くしても、空気の中を進む時間が長くかかりすぎます。
そこで、光は、ちょうど真ん中になるような、いい具合の道を見つけて
通っていきます。
こうやって、光が、一番時間が短くなる道を選んで、モノの中を進んでいくと、
光が曲がってしまうんですね。
それで、私たちの目は、光はまっすぐに進んでくるという思い込みがあるので、
ストローが曲がって見えたり、
見えなかったコップの底のコインが見えたりするようになります。
もう少し具体的にいいますと、
光がコップの中の水の中を通ってきて、空気中にでるとき、
光は、一番時間が短くなる道を選んで進むので、
曲がって進んできて、私たちの目に届きます。
しかし、私たちの目は、光はまっすぐに進んでくるもの
と思いこんでいるので、私たちの目入ってきた光の方向の
延長線上にモノがあるはずと思ってみてしまうんですね。
コップにさしたストローが水面で曲がって見えることや、
コップの中いれたコインが途中から見えるようになる
のも、私たちの思い込みによる錯覚だったんですね。
心霊現象ではありませんでした！
いつもいつもまっすぐに進んでくる光になれれいると、
今度も、まっすぐに進んでくるだろうと見てしまうんですね。
【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
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どうして、和音（わおん）はキレイに聞こえるの？
音どうしに含まれる、音の振動数の成分が一致するとキレイに聞こえるんです
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。
音楽は、ドレミファソラシドの音階を使って作られますね。
和音が美しく響くと、音楽が豊かに聞こえるようになります。
和音というと、ド・ミ・ソ、レ・ファ・ラ、ファ・ラ・ドなど、いくつかの音を同時に鳴らして
豊かな響きを感じさせる、相性の良い音の組合せですね。
ハーモニーともいいますね。
ところで、
たくさんの音階があるなかで、相性のよい音階の組み合わせがあるのは、
どうしてなんでしょうか。
特別な音の組み合わせしか美しい和音の響きにならないのは、
あんまり気にならないけれど、なんか不思議～ですね。
ちょっと考えてみます。
私たちは、空気の振動を音として聞いています。
例えばピアノでは、鍵盤をたたくと、ピアノの中にある、細い針金のピアノ線が振動します。
この振動が空気に伝わって、音として聞こえます。
ピアノ線の振動数が高いと、高い音が出て、振動数が低いと低い音が出ます。
音階を最初に作ったのは、なんと数学者のピタゴラスだったと言われています。
ピタゴラスは、ドレミファソラシドの振動数の比を計算によってきめて音階を作りました。
ところが、ピタゴラスの音階は、和音が美しく響きませんでした。
ド・ミ・ソの振動数の比が、整数の比なにならないで、中途半端な比になるせいでした。
和音が美しく響くためには、音の振動数の比が整数の比にならないといけないんですね。
たとえば、ド・ミ・ソの振動数の比＝４：５：６というようにキレイにい整数の比にならないといけないんですね。
振動数が整数の比にならないで、中途半端な少数がまじると、キレイに響かないで気持ち悪い和音となっていまします。
単純な整数の比だと公倍数がたくさんできて、
音の中に含まれる振動数どうしが一致するところが多くなって和音がキレイに響きます。
音の中に含まれる振動数どうしの比に、中途半端な少数がまじるようだと、
音の中に含まれる振動数どうしが一致するところがなくなって、和音がキレイに響きません。
公倍数とか出てきて、なにやらむずかしい話になってきましたね。
例えば、ドの音の基本の振動数を200とすると、
ドの音には、基本の振動数を200の他にも、振動数400、600、800というように、
ドの音の基本の振動数の2倍、3倍、4倍・・といった整数倍の振動数の音が含まれています。
例えば、ソの音の基本の振動数を300とすると、振動数600、900、1200というように、
ソの音の基本の振動数の2倍、3倍、4倍・・といった整数倍の振動数の音が含まれています。
ドとソの音を比べてみると、振動数600の音を両方持っていることになります。
こうやって一致する振動数が多いとキレイな和音になって響きます。
一致する振動数を探すのは、算数の公倍数を探すのと同じなのですね。
整数どうしの公倍数はたくさん組み合わせができますが、
中途半端は少数がまじると、公倍数の組み合わせがなかなかできません。
だから、音どうしの振動数の比が単純な整数の比にならないと
キレイな和音にならないんですね。
ピタゴラスが音階を決めたのは、紀元前のことですが、そのあと音楽が複雑になってくると、
和音をキレイに響かせる音階が必要なってきました。
そこで、和音がキレイに響くように音階が修正されました。純正律という名前がついています。
純正律では、
ド・ミ・ソの振動数の比＝４：５：６、
ファ・ラ・ドの振動数の比＝４：５：６、
というように、音の振動数の比がキレイに整数の比になります。
しかし現在は、純正律音階は使われないで、平均律音階が使われています。
純正律音階では、転調(てんちょう)ができなかったという問題があったのです。
転調は、カラオケでキーを変えるというアノ操作です。
ドで始まる音階にしても、レで始まる音階にしても同じメロディーに聞こえます。
平均律音階は、キーを変えるという転調(てんちょう)ができますが、
和音となる音どうしの振動数の比が、正確に単純な整数の比にならないので、
和音の響きの美しさは、純正律のほうが美しく響きます。
音楽と理科、算数は意外にも関連が深いですね。
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どうして、ストローでジュースが飲めるの？
空気が押す力でストローでジュースが飲めるんです
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。
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コップに入れたジュースをストローを使って飲むことありますね。
口の回りにジュースがつかないで飲めるのでストローはとても便利です。
ところでどうして、ストローでジュースが飲めるんでしょうか。
何を言ってるの？ストローでジュースを吸うからでしょう、と思いますね。
ジュースを吸っているから。そうですね。ストローでジュースをのむとき、
ストローに口をつけて吸いますね。
そのとき、ストローのなかでなにが起きているんでしょうか。
もうちょっと、詳しく知りたくなりますね。
少し考えてみます。
実は、空気の力がないと、ストローでジュースを飲むことができないんです。
空気は、小さく小さく分解してミクロな目でみると、空気分子(くうきぶんし)という小さい小さい粒でできています。
目に見えないほど小さい空気分子(くうきぶんし)ひとつふとつは、ちょっぴりだけれど、重さがあります。
空気の中には、空気分子の(くうきぶんし)粒が、数えきれないほどたくさんいて、
粒ひとつひとつの体重は軽いかれど、たくさん集まっているので、
空気の体重は重たくなります。
空気に体重があるせいで、空気はいろんなものを押します。
どのくらいの力で押しているかといういと、手のひらに100キログラムをのせたときに感じるのと同じくらいの力で押しています。
意外と空気は重たいんですね。
コップの中にジュースをいれたとき、ジュースは空気の力で上から押されています。
そのとき、ストローでジュースをのもうとして、ストローを入れます。
ストローの中の空気の力が、やっぱりジュースを上から押しています。
だから、ストローを入れただけで自動的にジュースが飛び出してくることはないんですね。
ちょうど、コップの中のストローの下からストローの中に入って
外へ押し出されようとするジュースと
ストローの上から空気の力で押されて、
コップの中にジュースを戻そうとする力が釣り合っているんですね。
ジュースを飲もうとして、ストローに口をつけて吸うと、力のバランスがくずれます。
このとき、吸ったのは、ストローの中の空気です。
ジュースじゃなくて、ストローの中の空気を吸ったのです！
そうすると、ストローの中の空気がなくなって、
ストローの中の空気がジュースを上から押していた力がなくなって、
コップの中にジュースを戻そうとする力がなくなります。
まわりのジュースは、空気の力で上から押されています。
この力で押されて、ストローの下からジュースが入って、
ストローの中を上へと上っていくようになります。
そして、ジュースが私たちの口の中に届いて、ジュースが飲めるようになるんですね。
ストローでジュースを吸い上げて飲んでいると思ったら、
ストローの中の空気をすって、
回りの空気がジュースを押す力のおかげで、ジュースが飲めるんですね。
空気の力は意外とすごいですね。
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蛯原ようすけ
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どうして、人工衛星(じんこうえいせい)は金色なの？
人工衛星(じんこうえいせい)の中の装置の温度の調節をしているんです
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テレビで見る人工衛星(じんこうえいせい)の映像をみると、
金色のシートでくるまれていますね。
あれ、何？と不思議に思ったことありませんか。
金箔(きんぱく)なのと思ったりもします。
ちょっと詳しくしりたくなりますね。
ちょっと考えてみます。
宇宙に出ると、空気がないので、太陽の光がまともに当たるようになります。
人工衛星(じんこうえいせい)に太陽の光りが当たると、
どんどん光のエネルギーを吸収して温度がどんどん高くなります。
逆に、太陽の光が当たらないと、熱のエネルギーがなくて、
どんどん冷えてどんどん温度が下がっていきます。
せっかく熱くなった人工衛星(じんこうえいせい)から、
熱のエネルギーが宇宙へ逃げていってしまうのです。
地球(ちきゅう)にいる時には、空気があって、
空気の中の水蒸気(すいじょうき)や二酸化炭素（にさんかたんそ）が、
じんわりと温度変化するように作用して、うまくできています。
さて、
人工衛星(じんこうえいせい)にぐるぐるまいてある金色のシート。
あれがないと、人工衛星はうまく動かないのです。
金色のシートは、人工衛星(じんこうえいせい)に
入ってくる太陽の光のエネルギーの量や、
人工衛星(じんこうえいせい)から、赤外線(せきがいせん)
という目に見えない光になって宇宙へ逃げて行ってしまう
熱のエネルギーの量を調節しています。
金色のシートが、出ていく熱の量と、入ってくる熱の量を
うまく調整してくれるので人工衛星(じんこうえいせい)の中が
ちょうどいい温度になるようになっているんですね。
人工衛星(じんこうえいせい)の中には、コンピュータなどの装置が入っていて、
あんまり温度が高すぎても、低すぎてもうまく動作しないんですね。
人工衛星の中にある装置がうまく動作する、ちょうといい温度になるように、
金色のシートはうまく工夫されて作られています。
光は、ピカピカした鏡に反射する性質があります。
この性質をうまく利用して、余分な太陽からの光を反射して
人工衛星(じんこうえいせい)の中の装置の温度が
高くならないようにしています。
逆に、太陽の光が人工衛星(じんこうえいせい)に当たらないときは、
人工衛星(じんこうえいせい)の中から、
赤外線(せきがいせん)の目に見えない光になって
宇宙へ熱のエネルギーが出ていのを反射して、
赤外線(せきがいせん)を人工衛星(じんこうえいせい)の中へ反射します。
こうやっって人工衛星(じんこうえいせい)の中の
装置の温度が低くなりすぎないようにしています。
金色は、金箔(きんぱく)ではないようです。
金色のシートは、うすいシートが何枚も重なってできていて、
光の吸収、反射がちょうどよくなるように作られています。
金色をしているのは、たまたま、材料のシートが黄色をしていて
それにピカピカのアルミの粒をつけたから、金色に見えるようになったんですね。
宇宙に人工衛星(じんこうえいせい)を飛ばして、中のコンピュータが
ちゃんと働くようにするためには、いろんな技術が必要なんですね。
【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
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どうして、アメンボは沈まないの？
アメンボは、水の力で沈まないように支えられているんです
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。
きれいな公園の池や、流れの緩いキレイな川でよく見かけますね。
アメンボは、水の上をスイスイと沈まないで移動していきます。
アメンボの体が軽いから沈まないのでしょうか。
確かにそうですね。あまり体重が重いと沈んでしまいますね。
体重がかるい昆虫はほかにもたくさんいます。
しかしほとんどの昆虫は、まちがって池に落ちると、おぼれてしまいます。
アメンボは、沈んまないでスイスイ動けるのは、
体重がかるいのと他にも何か秘密がありそうです。
ちょっと考えてみます。
アメンボが水面にいるときの足のところをよくみてみると、水面がすこしくぼんでいます。
水には不思議な性質があって、小さくまとまろうとする性質があります。
アメンボの足のところでは、水面がくぼんですこし、
空気に触れている表面がおおきくなっています。
そうすると、水は空気にふれている表面を一番小さくしようとして、
くぼんだ水面をもとの戻そうとします。
ちょっと詳しくみてみると。
水を小さく見ていくとミクロの水分子(ぶんし)という粒がたくさんあって、
水の中でウヨウヨと混雑しています。
水分子(ぶんし)は、よーく観察すると、
ちょっとプラスの電気があるところと、
マイナスの電気があるところとができています。
宇宙を作った”神様”はプラスの電気とプラスの電気は反発しあう、
マイナスの電気とマイナスの電気も反発しあう。
プラスの電気とマイナスの電気は引くつけあう
とつくってしまったのです。
それで、水の中にウヨウヨいる水分子(ぶんし)は、
電気の力で、反発しながら、ひきつけあいながら、
ちょうどいい位置にいようとします。
アメンボが水面にいて、水面がすこしくぼんでしまうと、
いままでいいバランスで、水分子(ぶんし)が並んでいたのに、
バランスがくずれてしまうんですね。
それで、水分子(ぶんし)は、またちょうどいい位置に戻ろうとするんですね。
不思議ですね。まるで、だれかに教えてもらったかのようです。
水面では、くぼんたところをもとに戻そうとするので、
上向きの力がアメンボの足に働いています。
この上向きの力お陰でアメンボは水面をしずまないで泳ぐことができるようになります。
もしアメンボの体重がおもくて、
水が空気に触れる面積を小さくしようとしてもとの戻ろうとする力よりも、
重力(じゅうりょく)のほうがおおきいと沈んでしまいます。
重力(じゅうりょく)は、地球がアメンボを引っ張る力です。
体重がおもたいほど、地球がアメンボを引っ張る力が大きくなります。
アメンボの体重はちょうどよいくらいにできているんですね。
もうひとつ、アメンボの足をよく観察すると、油が出ていて、水をはじいいて
ぬれないようになっています。
この油のおかげで、アメンボの足が水と直接ふれないようになっています。
もし、アメンボの足を洗剤であらって油をとってしまうと、
アメンボは溺れてしまいます。
アメンボの足の油がないと、アメンボの足が直接水面の水と触れてしまいます。
そうすると、水面はくぼまないで、アメンボの足が水のなかへ沈んでしまいます。
おぼれないように足を動かして泳ごうとしても、
今度は、水が足にくっついてきて、水面が盛り上がるようになります。
水は、空気と触れている面積を小さくしようとするので、
盛り上がった水面をもとに戻すようになります。
上に盛り上がった水面をもとに戻すために、
下へ引っ張る力がアメンボの足に働きます。
この水面の水が、アメンボの足を下へ引っ張る力のせいで、
アメンボは身動きできなくなって、泳ぐこともできなくなっておぼれてしまいます。
アメンボが洗剤でよごれた池や川にいないのはこのせいだったんですね。
【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
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どうして、電車はガタンゴトンとなるの？
鉄のレールが伸びるから、曲がらないようにスキマを多くしているんです
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。
電車に乗るとガタンゴトンと音がしますね。
眠気をさそう、ガタンゴトンのリズム。なんとも気持ちがいいリズムです。
この音の犯人は、レールのつなぎ目なのですね。
レールとレールのつなぎ目にスキマがあるために、
このスキマに車輪が載ると、ガタンゴトンとなるんですね。
ところで、新幹線もレールの上を走る同じ電車です。
新幹線に乗るとあまりガタンンゴトンとならないなぁと感じたことがありませんか。
この、感覚、合っています。
たしかに、新幹線に乗るとあまりガタンンゴトンとなりません。
同じ鉄道をつかった電車なのに何が違うのでしょうか。
不思議ですね、ちょっと詳しく知りたくなりますね。
ちょっと考えてみます。
電車は、鉄でできたレールの道の上を走ります。
鉄でできたレールは、伸びたり縮んだりします。
カタイイメージのなる鉄も伸びたり、縮んだりするんですね。
ちょっとおどろきですね。
夏の暑い日には普通の日と比べると伸びます、
冬のような寒い日には、普通の日に比べて縮んでしまいます。
鉄でできたレールはだいたい25メートルで、これをつないで鉄道を作っています。
レールとレールのつなぎ目が狭いと、夏のような暑い日には、
レールが伸びて、行き場所がなくなったレールは曲がってしまいます。
レールが曲がってしまうと電車が脱線してしまうので、これではいけません。
そこで、レールとレールのつなぎ目のスキマを少し多めにしておいて、
夏の暑い日にレールが伸びたとき、スキマがせまくなるだけで、
レールが曲がらないようにしているんですね。
新幹線のレールは長いレールを使っていて、
数キロメートルごとにやっぱりつなぎ目があります。
長いレールを使っていることで、ガタンゴトンのなる回数が少なくなるんですね。
新幹線のレールのつなぎ目では、
新幹線がガタンゴトンとならないように工夫がしてあります。
レールを斜めにカットして、レールとレールをつなぎ合わせて、
レールが伸びても、レールが曲がらないようにしています。
斜めにカットしてつなぎあわせると、レールとレールの間のスキマがせまくなるので、
あんまりガタンゴトンとならいんですね。
新幹線は高速で走るから、レールのつなぎ目をなるべく少なくして、
つなぎ目のスキマも少なくするようにしていたんですね。
こうしないと、新幹線は、ずっとガタガタ振動してのり心地がわるくなりますね。
ところで、カタイイメージの鉄でできているレールは
どうして伸びたり縮んだりするのでしょうか。
ゴムなら、手で引っ張って伸びたり縮んだりするから、なんとなくわかります。
鉄が伸びたり縮んだりするのは、ちょっとイメージがつかないですね。
鉄が伸びたりはどうしてか。この犯人をつきとめるために、
鉄のなかでなにが起きているのか考えてみます。
鉄を小さく小さく分解していくと、鉄の原子(げんし)になります。
鉄の原子(げんし)は熱のエネルギーをたべて、いつもブルブルと振動しています。
ブルブル振動がとまるのは、約マイナス２７３℃の時だけです。
温度が高くなると、ブルブルと振動も大きくなります。
普段は、ほかの仲間の鉄原子(げんし)とならんで、
あっちこっちに飛んでいかないで、その場所でブルブルと振動しています。
温度が高くなると、鉄原子(げんし)は熱のエネルギーをたくたんたべて、
元気にブルブル振動するようになります。
仲間の鉄原子（げんし）を跳ね飛ばしたりしないように距離を保ちながら、
ちょっと大きく振動するようになります。
そうすると、ちょっと鉄原子(げんし)が大きくなったように見えます。
本当は、鉄原子(げんし)は大きくなっていないのですが、
高速で大きくブルブル振動するので、平均してみると、
鉄原子(げんし)が大きくなったように見えるようになってしまうんですね。
鉄原子(げんし)がちょっと大きくなると、
鉄原子(げんし)ががたくさん集まってできた、レールは伸びてしまうんですね。
手で引っ張っても伸びない鉄が、鉄原子(げんし)が熱のエネルギーを食べると
伸びてしまうんですね。
原子(げんし)の力は意外とすごいですね。
【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
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どうして、酸素（さんそ）はなくならないの？
地球の歴史では、酸素(さんそ)が少ないこともあったんです
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。
私たちは、いつも呼吸していますね。
空気の中にある酸素(さんそ)を体に取り込んで、エネルギーに変えています。
酸素(さんそ)を作り出しているのは、植物ですね。
植物が光合成(こうごうせい)をして、酸素(さんそ)を作りだしています。
酸素(さんそ)はなくならないのでしょうか。
酸素(さんそ)がなくなると、私たちは困ってしまいます。ちょっと詳しくしりたくなりますね。
ちょっと考えてみます。
地球は４６億（おく）年前に、できたと言われています。
地球の地層(ちそう)や化石を調べることで、地球の歴史がある程度分かっています。
できたての地球は、とても熱くて私たちのような生命はありませんでした。
そのころの地球には、
酸素(さんそ)はなく、二酸化炭素（にさんかたんそ）やメタンなどが
たくさんあったと考えられています。
酸素(さんそ）がない空、今のように青い空ではなく、赤い空だったと考えられています。
２７億（おく）年前に、シアノバクテリアと名前がつけられた、
生きものが大発生しました。
シアノバクテリアは海の中に住んでいて、
体は細胞(さいぼう)ひとつだけですが、体の中で、光合成(こうごうせい)を始めて
酸素(さんそ)を作りだして、放出(ほうしゅつ)するようになりました。
シアノバクテリアは２７億（おく）年よりももっと昔からいたようですが、
２７億（おく）年前くらい前から大発生して、光合成(こうごうせい)をして、
酸素(さんそ)が増えだしたですんね。
でも、その当時の生きものにとっては、酸素(さんそ)は猛毒(もうどく)で、
たいへん迷惑な存在だったようです。
その当時は、酸素(さんそ)がなくても生きていける生きものが多かったんですね。
その後、酸素(さんそ)を使ってうまくエネルギーを取り出す生きものが出現して、
その生きものが進化して、気の遠くなるような時間をかけて、
私たちが生まれたと考えられています。
私たちの祖先は、酸素(さんそ)が空気の中にある環境(かんきょう)でも、
生きていけるように進化してきたんですね。
現在の地球になるまで、酸素(さんそ)の量は変化してきたとわかっています。
今から、２２億（おく）年前。
シアノバクテリアが光合成(こうごうせい)で、
せっせと二酸化炭素(にさんかたんそ)をたべて酸素（さんそ）を作りだした結果、
地球の二酸化炭素(にさんかたんそ)の量が減ってしまって、
その結果、地球が冷えて、
全部まるごと凍結(とうけつ)した時代があったようなのです。
二酸化炭素(にさんかたんそ)は、地球から熱のエネルギーが宇宙へ逃げていくのと
じゃましていたんですね。
二酸化炭素(にさんかたんそ)が減ったために、
地球から熱のエネルギーが宇宙へどんどんにげていって
どんどん地球がて冷えてしまったのようなのです。
地球全部まるごと凍結(とうけつ)してしまうと、
シアノバクテリアも生きていけなくなってしまいます。
それで、この時期はすこし酸素(さんそ)の量が減ってしまったようなのです。
約１０００万年のあいだ、地球全部まるごと凍結（とうけつ）した
冷たい地球の時代が続いて、酸素(さんそ)が少ない時代が続きました。
そのあと火山活動(かざんかつどう)で、二酸化炭素(にさんかたんそ)が放出されて、
だんだん地球に二酸化炭素(にさんかたんそ)がたまり始めると、
地球が暖かくなってきて、氷がとけてきて、
シアノバクテリアが元気なって酸素(さんそ)も増えていきました。
このときは、二酸化炭素(にさんかたんそ)が多すぎて、
地球から熱のエネルギーが宇宙へ逃げていかないで、
地球の温度がどんどん高くなって、
気温はだいたい５０℃くらいだったと言われています。
今度は、酸素(さんそ)の量が増えた時代もありました。
シアノバクテリアがせっせと作った酸素(さんそ)を消費する生きものの
微生物（びせいぶつ）が活躍できなかったのです。
微生物（びせいぶつ）は、酸素（さんそ）を使って、
枯れた植物を分解(ぶんかい)して、また土の戻すはずだったのですが、
この当時の植物は微生物（びせいぶつ）に分解(ぶんかい)されずに
土の中に埋もれて行ったために、酸素（さんそ）があまり使われなかったのです。
このときの植物は、石炭（せきたん）となっていて、今、私たちが使っています。
そのあとの恐竜時代(きょうりゅうじだい)は、
現在より少し酸素(さんそ)の量が少ない時代でした。
今は私たちが、４０００メートルの山の上で生活するくらいの
酸素(さんそ)の量しかありませんでした。
そして、そのあと光合成(こうごうせい)をする植物が増えて、
現在の酸素(さんそ)の量になっています。
地球の歴史をみてみると、空気の中にある酸素（さんそ）の量は、変化してきていたんですね。
植物の光合成(こうごうせい)の力によって、酸素（さんそ）の量は変わってしまうんですね。
植物は大切にしないといけませんね。
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どうして、くもは落ちてこないの？
やっぱり、雲も落ちてきているんです
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おとなとこどものやさしい理科と科学のブログです。
空をみると、白い雲がゆったりと流れるように動いていきますね。
雲は、そらに浮いている。たしかにそうですね。
落ちてきた雲はみたことがありません。
雲は、どうしておちてこないんでしょうか。
ちょっと不思議に思えてきますね。
どうなっているのか、知りたくなってしまいますね。
ちょっと考えてみます。
雲の中は、ちいさいちいさい水滴の集まりでできています。
水滴の直径は０．０１ミリメートルくらいと言われています。
小さいとはいえ、水滴だから、雨が降るように落ちてきても
おかしくはなさそうです。
実は、実際に、落ちてきています。
ところが、あまりに軽いので、落ちるスピードが遅いのです。
１秒間に１センチくらい落ちています。
そのままでは、雲は、時間はかかるけれど、
最後には地面までおちてしまいます。
落ちていくとちゅうで、ちいさい水滴は、まわりの空気から
熱のエネルギーをもらって、
水蒸気になって空気のなかに入っていってしまいます。
ところが、雲ができているところでは、
地面からどんどん、水蒸気をたくさんふくんだ空気が上へ上へと
上昇してきています。
こっちの上昇する空気の流れのほうが強くて、
落ちかけた雲の中の水滴が、また上へと上昇していくようになります。
こうやって、雲は落ちないで、空に浮いているようにみえるんですね。
雲が途中で切れてなくなっているような時は、
その部分では、上昇する空気の流れがなくなったところなんですね。
まわりの空気の温度より暖かい部分の空気ができると、
暖かい空気が上昇するようになって、空気が上昇してくる流れができます。
空の上へ行くと、空気の量がすくなくなっているので、
下から上昇してきた空気は、四方八方に広がっていくことができます。
このとき、空気が四方八方に広がって飛んでいくために
自分のもっていた熱のエネルギーを使ってしまいます。
そうすると、自分のもっていた熱のエネルギーが少なくなって、
温度がさがります。
普通は私たちがお湯を沸かす時、
水を温めて熱のエネルギーをあたえます。
そうすると、水は、気体になって四方八方に広がって飛んでいきます。
ところが、空の中では、水を温める熱のエネルギーがもらえないので、
自分が持っている熱のエネルギーを使ってしまうんですね。
それで、空の上へほうへ行くと、空気の温度が低くなります。
宇宙を作った”神様”は、エネルギーをあたえたほうは温度が下がって
エネルギーをもらったほうは温度が上がるというように作ってしまったんです。
温度が低くなると、空気の中に住んでいられる水蒸気の量が少なくなって、
定員オーバーとなった分が、小さい水滴になって、雲ができあがります。
小さい水滴は落ちそうになっても、
下から上昇してきた空気があると、またいっしょになって、上昇していくんですね。
空気のながれで雲ができたり、消えたり、おちたり、上へいったり、
空の中では、いろいろなことが起きているんですね。
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どうして、まほうびんの内側はピカピカなの？？
温かい飲み物から出てくる赤外線(せきがいせん)の光を反射しているんです
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。
まほうびんは、冷たい飲み物をいれておくと冷たいままの時間が長くなって
温かい飲み物をいれておけば、温かいままの時間が長くなって
とても便利ですね。
まほうびんは、びんの壁が厚くなっていたり、中を見るとピカピカの
鏡のようになっています。
どうして、こんな構造になっているのでしょうか。
分厚い壁、ピカピカの鏡にような内側の壁でなにがおきているのでしょうか。
ちょっと詳しく知りたくなってきますね。
ちょっと考えてみます。
まほうびんは、中に入れたモノが冷たければ冷たいままが長くなります。
まほうびんの中へ温度の高い熱のエネルギーが入ってこないんですね。
温まほうびんは、中に入れたモノが温かければ、温かいままが長くなります。
まほうびんの外へ温度の高い熱のエネルギー出ていかないんですね。
宇宙を作った”神様”は、エネルギーを与えたら自分の温度が低くなって、
エネルギーももらったら、自分の温度が高くなるように作ってしまいました。
この”神様”の作ったルールのせいで、
まほうびんの中に入れたモノから、外の空気に熱のエネルギーが出ていくと、
まほうびんの中に入れたモノの温度は下がります。
まほうびんの中に入れた熱いモノが冷めてしまします。
熱のエネルギーをもらった外の空気は温度が高くなりますが、
外の空気はとっても広いので、温度の上昇はほとんど分かりません。
逆にまほうびんの中に入れたモノへ、外の空気から熱のエネルギーが入ってくると、
まほうびんの中に入れたモノの温度が高くなります。
まほうびんの中に入れた冷たいモノが温かくなってしまいます。
まほうびんの壁は、2重の壁になっています。
外側の壁と内側の壁はくっついていないこうぞうになっています。
ちょっと隙間(すきま)があいていて、そこは、
ほとんど空気のない真空(しんくう)になっています。
外側の壁と内側の壁はくっついていないので、
まほうびんの中に入れたモノへ
外の空気から熱のエネルギーが入ってくることを少なくできるんですね。
この真空(しんくう)のすきまが、まほうびんの中に入れたモノから
外の空気へ熱のエネルギーが出ていくことをすくなくするようにしています。
空気があると、空気のモトの粒が振動して、
その振動がとなりの空気の粒へとリレーしながら振動が伝わっていって
振動にのって熱のエネルギーが伝わっていって、
最後には、外の空気に熱のエネルギーが伝わってしまいます。
ちょっとすきまがあいていて、
ほとんど空気のない真空なので、
空気のモトの粒が振動してリレーしながら
熱のエネルギーがつたわることが少なくなるんですね。
外側の壁と内側の壁の間にはほとんど空気のない真空(しんくう)のすきまがあるので、
空気の粒が温度が高いほうから、温度が低いほうへ動くことも少なくできて、
空気のが移動することにつられて動く熱のエネルギーの移動も
少なくすることができます。
さて、まほうびんの中をのぞいてみるとピカピカに鏡のようになっています。
これは、まほうびんの中に入れたモノから熱のエネルギーが光のエネルギーになって
外へ出ていくのを防止するための工夫なんですね。
約マイナス273℃より高い温度のモノは、熱のエネルギーをもっていて、
赤外線(せきがいせん)という光に変換して、モノから外に放出されています。
赤外線(せきがいせん)は、目に見えない光ですが、
温度が約マイナス273℃より高いモノから放たれていて、
温度が高いモノほどたくさんの赤外線(せきがいせん)を放ちます。
わたしたちの体からも赤外線(せきがいせん)は放たれています。
赤外線(せきがいせん)の光になって、
まほうびんの外へ放たれようとする熱のエネルギーを
まほうびんの内側へ戻すとよさそうですね。
そのために鏡を使えばよさそうです。
鏡は光を反射します。赤外線(せきがいせん)は目に見えませんが光です。
赤外線(せきがいせん)も鏡で反射します。
だから、ほうびんの中をのぞいてみるとピカピカに鏡のようになっているんですね。
昔は、ガラスに銀のうすい膜をくっつけて鏡にしたそうです。
ところが落とすと割れやすいので、ステンレスが使われるようになりました。
これでも、万が一、ガンと落として、内側の壁と外側の壁がくっつくと、
やっぱり、まほうびんの性能は悪くなってしまいます。
まほうびんは、落としたりしないほうがよさそうですね。
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どうして、高い声と低い声があるの？
体の中で、声を響かせているところがあるんです
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子犬の鳴き声はキャンキャンと、高い声ですね。
親犬は、ワンワンと、少し低い声。
私たちも、こどものころは、高い声でおとなになると、
少し低い声になりますね。
どうも体が小さいと高い声になりそうですね。
どうしてそうなるんでしょうか。
ちょっと詳しく考えてみます。
音は空気の振動を私たちの耳が感じとって、耳のなかの細胞から脳へ電気信号が出て
脳の中で電気信号を組み合わせて音が聞こえるようになります。
空気の振動は、空気の濃い所と薄い所が交互にできる波で音波(おんぱ)とも呼ばれています。
私たち動物が声を出すときは、のどのところにある声帯(せいたい)が振動して、
その振動が、空気を振動させて、音波(おんぱ)ができて、声を聞くことができるようになります。
空気の振動がないと、音波(おんぱ)はできないので、真空(しんくう)では、音は聞こえないんですね。
さて、振動には、不思議な性質があります。
モノには、大きさや形によって、振動しやすい振動数が必ずあります。
この振動数のことを固有振動数(こゆうしんどうすう)と名前がついています。
モノを振動させた時の振動数が、
そのモノの固有振動数(こゆうしんどうすう)と同じ時、
大きく振動するようになります。
この現象を共鳴(きょうめい)と呼んでいます。
声を出すとき、声帯(せいたい)でできた振動が、体の中で共鳴(きょうめい)して、
大きな声が出せるようになります。
体の中のどこで、共鳴(きょうめい)するかというと、
のどの中の声帯(せいたい)ちょっと上の空間と、
口の中の空間と、
鼻の後ろにある空間
です。
これらの空間それぞれに、固有振動数(こゆうしんどうすう)があるんですね。
声が高い、低いは、これらの空間で共鳴(きょうめい)した振動が組み合わさって決っています。
声を使って仕事する人たちは、これらの共鳴(きょうめい)をうまく使っています。
のどのちょっと上あたりの筋肉をつかって、良く響くようにしたり、
口を大きくあけたり、舌を使って、良く響くようにしたり、
口をあけていなくてもハミングで声が響くようにしたりしています。
共鳴(きょうめい)をうまく使って発声できたら、よく響く声が出るようなります。
私たちは、
自分で声をだして、聞いて、自分の筋肉を調整して、声を変えるすごいことをやっているんですね。
共鳴する空間が３つもあるので、どんな声になるかを考えながら自分の筋肉を調整して
声を変えるのは、ロボットにやらせようとすると、結構大変。
私たちや動物の体の中の共鳴(きょうめい)をおこす空間は、複雑な形をしています。
共鳴(きょうめい)をおこす空間が広いほど、低い音がよく響くようになるのですが、
だれでも同じ声になるというわけに、そうやすやすとはなりません。
それぞれ個性のある声になります。
共鳴(きょうめい)をおこす空間が、まったく同じとはならないからなんですね。
さて、
共鳴(きょうめい)をおこす空間が広いほど、低い音がよく響くようになります。
体の小さい子犬のような動物は、共鳴(きょうめい)をおこす空間が狭くなります。
このため、体の小さいこどもや、子犬のような動物の声が高くなるんですね。
楽器も同じですね。大きなティンパニは低い音が響きやすいのと同じですね。。
ところが、
私たち女性と男性では、それほど体格が変わらなくても、男性のほうが声が低いことがあります。
この場合は、からだの中で共鳴(きょうめい)をおこす空間はそれほど変わらないと考えられます。
私たち女性と男性では、声のおおもとの声帯(せいたい)の振動が違ってきます。
男性は、声変わりする時期に、声帯(せいたい)の厚みが変わって、
低い音の振動がでるようになるためです。
声帯(せいたい)の厚みなどの筋肉が成長とともに変わると声が低くなるので、
女性もこどもの頃から比べると、声が低くなることはあります。
さて、
声帯の振動が共鳴(きょうめい)して大きな音がでるようになるためには、
体の中で振動が続かないといけません。
体の中で共鳴(きょうめい)できない音は、生き残れなくて、
だんだん死んで消えていくようになっています。
ここにも、振動の不思議なルールがあります。
声帯(せいたい)の振動の中で一番低い音の振動を基準にして、
その振動の２倍、３倍・・の振動しか生き残れないようになっています。
２．５倍と、１．３倍などの中途半端な振動は、
死んで消えていくようになっています。これらの振動の声は聞こえなくなります。
２倍、３倍・・の振動がどのくらい基準の振動に混ざるかによって、声が変わります。
AさんとBさんでは違うとか、この子犬とあの子犬では鳴き声が違う
などのように、個性のある声が出るようになります。
振動と共鳴(きょうめい)は、不思議ですね。
実はこの現象、私たちが携帯電話で話をするときにもつかわれています。
テレビを見るのにもつかわれてます。
電波(でんぱ)の共鳴(きょうめい)を使っています。
もっともっと小さい原子(げんし)の中でも、共鳴(きょうめい)はおきています。
MRIという体の中を見る医療機械(いりょうきかい)も
原子(げんし)の共鳴(きょうめい)を使っています。
振動と共鳴(きょうめい)は、奥が深いのですね。
私たちも、共鳴(きょうめい)はあるかもしれませんね。
共鳴(きょうめい)とはいわずに、共感(きょうかん)といいます。
なんとなく合う人と合わない人がいる・・
これも共鳴(きょうめい)かもしれませんね。
【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
ホームページ http://www.minna-no-kagaku.com/
メールアドレス minna.no.kagaku@gmail.com
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身の回りの、どうして？が、そうだったんだ！と感動するお話です。
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どうして、自動でドアが開くの？
体から出てくる、目に見えない光で、スイッチをONにしているんです
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。
両手に荷物を持っているとき、ドアの下にいくだけで、
勝手にドアが空いてくれる自動ドア、便利ですね。
重たいドアなんかだと、腰痛もちだとドアを開けるのは一苦労になります。
最近は、手を差し出すだけで水がでる蛇口などもあったりしますね。
便利な自動ドア、どんなしくみになっているんでしょうか。
まさか小人が入っているなんてことはないでしょう、きっと。
ちょっと考えてみます。
そのまえに、あたたかいモノが出す光について考えてみます。
あたたかいモノは、すべて、赤外線（せきがいせん）という目に見えない光をだしています。
私たちの体からも赤外線（せきがいせん）が出ています。
もう少し詳しくみてみますと、私たちの体も、その他のモノもぜんぶ、分解していくと
小さい小さいミクロの原子（げんし）になります。
原子(げんし)をもうすこし詳しくみてみると、
真ん中に原子核(げんしかく)がいて、
その回りを電子(でんし)がもうスピードでぐるぐると飛び回っています。
原子(げんし)が熱のエネルギーをたべて、あたたかくなると、
電子(でんし)がもっと元気にぐるぐると飛び回るようになります。
電子(でんし)は、地球(ちきゅう)が太陽(たいよう)のまわりをまわるように、
決まった道を通って、ぐるぐると飛び回っていますが、
ときどき、ちょっと道を外れて、戻ってきたりします。
これをちょっと離れたところからみると、
電子(でんし)がちょっと飛び出たり戻ってきたりするので、
原子核(げんしかく)と電子(でんし)からできている、原子(げんし)全体が
ブルブル振動しているように見えます。
原子(げんし)が熱のエネルギーをたべると、ブルブル振動する
というのはこういうことだったんですね。
ところで、
宇宙を作った神様は、電子(でんし)が動くと光がでるというように作ってしまいました。
光は目にみえる光もあれば、目に見えない光もあって、
全部いっしょにして、電磁波(でんじは)と呼ばれています。
光は、電磁波(でんじは)なんですね。
電子(でんし)が動くと、電気と磁石ができて、
電気と磁石が絡み合って電磁波(でんじは)の光がでるんです。
むむむ、これはちょっとややこしい。
別のブログで説明します。
熱のエネルギーを食べた電子(でんし)は、元気に動くようになります。
電子(でんし)が動くと電磁波(でんじは)の光がでます。
このときに出てくる光が赤外線(せきがいせん)とよばれる目に見えない光なのです。
電子(でんし)が熱のエネルギーをたくさんたべて、温度が高くなると、
電子(でんし)はもっともっと激しく動き回るので、
赤外線(せきがいせん)がたくさんでてくるようになります。
私たちの体も、分解していくと、原子(げんし)になります。
私たちの体も原子(げんし)でできているので、
私たちのからだのなかにも電子(でんし)はたくさんいます。
私たちの体から熱のエネルギーを受け取って、
電子(でんし)は元気に動き回るようになります。
元気に動き回る電子(でんし)から、
赤外線(せきがいせん)の光がでてくるようになります。
自動ドアは、私たちの体から出てくる
赤外線(せきがいせん)の光を検出(けんしゅつ)しています。
赤外線(せきがいせん)を検出するセンサーにはいろんな種類があります。
たとえば、
センサーに赤外線(せきがいせん)が当たると、
センサーの電気抵抗(でんきていこう)が大きく変化するモノもあります。
電気抵抗(でんきていこう)は、
電流(でんりゅう)がセンサーの中を流れていこうするのをじゃまする性質のことです。
電流(でんりゅう)は、電子(でんし)の粒の流れなので、
電気抵抗(でんきていこう)が大きい時は、
センサーの中を動いて流れていこうとする電子(でんし)の粒を
じゃまするモノがセンサーの中でおおいばりしている感じなのですね。
このセンサを電池につないで、電池のプラス極とセンサをつないで、
センサと電池のマイナス極をつないで、電流(でんりゅう)がながれる道をつくって、
電気回路(でんきかいろ)を作ります。
赤外線(せきがいせん)がセンサに当たらないと、
センサが電流(でんりゅう)を流すじゃまをしているので、
電気回路(でんきかいろ)にはあんまり電流(でんりゅう)が流れません。
赤外線(せきがいせん)がセンサにあたると、
センサが電流(でんりゅう)を流すじゃまが急に小さくなって、
電気回路(でんきかいろ)に流れる電流(でんりゅう)が急に増えます。
自動ドアのなかのそうちは、この電流(でんりゅう)の変化を検出していて、
電流(でんりゅう)が急に増えたときは、人がが近づいてきたと判断して、
ドアをあけるモータースイッチをオンにします。
こうやって人が近づくと、自動でドアが開くそうちができているんですね。
からだが冷えていて、あんまり赤外線(せきがいせん)をだしていないと、
センサが反応しないでの、ドアが開かないこともあるんですね。
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どうして、お肉を焼くと小さくなるの？
細胞の中の水が抜け出てしまうんです
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。
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お肉を焼くと、小さくなってしまいますね。
焼き肉をしようとして、さあ食べようとお肉を焼くと、
アレレ～という感じに小さくなってしまうこともありますね。
だいたいモノは温めると膨らみます。私たちはそのことを経験して知っています。
コップの水は温めると水面が高くなります。
さらに温めると気体の水蒸気になって1000倍以上に膨らみます。
鉄道のレールも暑い夏の日には、伸びます。
お肉も伸びないのかと思いますね。でも、やっぱり小さくなってしまう。
どうして？と気になりますね。
ちょっと考えてみます。
動物の肉は、ちいさい細胞があつまってできています。
細胞ひとつひとつは、タンパク質でできています。
もうすこし詳しくみてみると、
細胞は、細胞まくで囲まれていて、
そのなかにいろんなしごとをするものがはいっています。
細胞まくの内側は、水で満たされています。
加熱すると、細胞まくのなかの水のモトの粒が元気になって、
あっちこっちへと激しく動き回るようになって、
細胞まくにもぶつかってきます。
水のモトに粒の衝突(しょうとつ)に細胞まくが耐えられなくなると、
細胞まくがこわれます。
もっと加熱して、細胞まくの中の水が、水蒸気(すいじょうき)になってくると、
細胞まくのなかの水のモトに粒がもっともっと元気になって、
あっちこっちへと激しく動き回るようになって、
細胞まくにももっと激しくぶつかってきます。
やっぱり水のモトに粒の衝突(しょうとつ)に細胞まくが耐えられなくなると
細胞まくは耐えきれずに、こわれてしまいます。
細胞まくがこわれてしまうと
細胞まくの内側にあった水分が外に流れ出てしまいます。
いっしょにお肉のうまみ成分や油も流れ出てしまいます。
お肉を焼いたら縮んでしまうのは、こうやって、
細胞の中にあった水分が抜け出てしぼんでしまうのが大きな原因なんですね。
もうひとつは、細胞をつくっているたんぱく質がほかのモノへ
と変わってしまうこともあります。
細胞をつくっているたんぱく質は、おもに
炭素原子(たんそげんし)と
水素原子(すいそげんし)と
酸素原子(さんそげんし)が
組み合わさってお互いに手をつないで丈夫な骨格を作っています。
原子(げんし)はモノを作っているおおもとの材料で、とてもとても小さい粒です。
この骨格がいくつも数珠つなぎになって、たんぱく質ができています。
宇宙にあるすべての原子(げんし)はすべてブルブルと振動しています。
振動がとまるのは、約マイナス２７３℃のときだけです。
宇宙を作った”神様”がそのように作ってしまったのですね。
原子(げんし)が加熱されて熱のエネルギーを食べると、
原子(げんし)は元気になって、
原子(げんし)のブルブル振動がはげしくなります。
そうすると、炭素原子(たんそげんし)と水素原子(すいそげんし)と酸素原子(さんそげんし)
がお互いにつないでいた手がとうとう外れてしまいます。
たんぱく質の骨格が、くずれてしまうんですね。
そうすると、炭素原子(たんそげんし)、水素原子(すいそげんし)、酸素原子(さんそげんし)
は手をつなぐ相手を求めて、近くに来た原子(げんし)と手をつないでしまいます。
こうやって、相手と手をつないでいないと、
原子(げんし)はイライラを押さえることができないんですね。
原子(げんし)のイライラの原因は、原子(げんし)の中に住んでいる、
小さい粒の住人の電子(でんし)の数が希望より少ないことが原因です。
だから、電子(でんし)をもらえる相手をさがして、
見つかったら、お互いに手をつないで、
電子(でんし)のやりとりをして、イライラを押さえてるんですね。
さて、お肉のなかの細胞をつくっている、たんぱく質の骨格がくずれてしまったので、
細胞はしぼんでしまいます。
頑丈なビルでも、骨格がこわれると、くずれてめちゃめちゃになりますね。
良く似ていますね。
これは、筋肉の細胞と筋肉の細胞のあいだにある、すじ肉、
コラーゲンで起こりやすく、縮みやすいといわれています。
縮みが速いところと、おそいところがあるので、
お肉をやくと丸まってしまうことがあるんですね。
縮みが速いとろが、まわりを引っ張って丸まってしまうんですね。
薄いお肉だと、一気にお肉の内部の細胞まで熱のエネルギーが入っていて、
細胞の膜がこわれてしまうので、すぐに縮んでしまうんですね。
分厚いステーキ肉だと、なかなか内部の細胞まで熱のエネルギーが入っていかないので、
内部のほうの肉の細胞の膜がこわれしまわないので、縮み方が少ないんですね。
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蛯原ようすけ
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どうして、大きな楽器と小さい楽器があるの？
楽器には、得意な音とそうでない音があるんです
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。
同じトランペットでも大きさの違うモノがあります。
ちょっと小さいモノはコルネットと呼ばれます。
バイオリンでも大きさの違うモノがあります。
バイオリン、ビオラ、チェロ、コントラバスと順に大きくなります。
どうして、同じしくみで音が出る楽器なのに、大きさが違うモノがあるのでしょうか。
大きい楽器のほうが、低い音が出るから。そうですね。
私たちは、そのことを知っていますね。
どうして、大きい楽器のほうが低い音が出るのでしょうか。
う～ん、こたえがでてきそうででここない。
ちょっと考えてみます。
音は空気の振動を私たちの耳が感じとって、耳のなかの細胞から脳へ電気信号が出て
脳の中で電気信号を組み合わせて音が聞こえるようになります。
空気の振動は、空気の濃い所と薄い所が交互にできる波で音波(おんぱ)とも呼ばれます。
音波(おんぱ)によって、振動するモノから遠く離れた耳のなかの鼓膜へ振動を伝えることができます。
楽器の音を聞く時は、楽器が振動して、その振動が空気を振動させて、音波(おんぱ)ができて、
楽器の遠く離れた耳のなかの鼓膜へ振動が伝わって聞こえるようになるんですね。
意外とたくさんのことが重なっておきているんですね。
振動には、不思議な性質があります。
モノには、大きさや形によって、振動しやすい振動数が必ずあります。
この振動数のことを固有振動数(こゆうしんどうすう)と呼びます。
同じ固有振動数(こゆうしんどうすう)のモノが2つあると、
片方を振動させると、なにもしなくても遠く離れた、
もう一方のモノも大きく振動し始める不思議な現象がおきます。
この現象を共鳴(きょうめい)と呼んでいます。
固有振動数(こゆうしんどうすう)が違うと、
片方を振動させても、もう一方のモノはあまり振動しません。
地震の振動で大きく揺れるビルがあるのは、
地震の振動とビルの固有振動数(こゆうしんどうすう)が同じだったためにおきます。
楽器をその楽器がもっている固有振動数(こゆうしんどうすう)で鳴らすと、
共鳴(きょうめい)で大きな振動がおきて、その振動が空気に伝わって大きな音が出ます。
身近な楽器の例では、リコーダーがあります。
リコーダーは、指で穴をふさぐことで、固有振動数(こゆうしんどうすう)を変えて、
たくさんの音が大きく出るようになります。
モノの固有振動数(こゆうしんどうすう)は、大きさが大きくなると低くなります。
大きいモノはゆくり揺れるという感覚と合っています。
このせいで楽器は大きさによって、出せる得意な音があるようになります。
大きな楽器のほうが、固有振動数が低いので、低い音が良く出るようになります。
マリンバも、音を大きく響かせるために共鳴(きょうめい)を使っています。
木の板の下についているパイプが特定の音を共鳴させて大きな音にする役目をしています。
パイプがないと、単に木の板をたいたコツンという音しかしませんが、
パイプがあると、共鳴(きょうめい)して大きな音が出るようになります。
コツンという音の中からどの音を共鳴させて大きくするかは、
パイプの長さを変えることで調整できます。
パイプの長さが長いと、固有振動数(こゆうしんどうすう)が低くなって、
低い音が大きく響くようになります。
これは、リコーダーで指で穴をふさぐことと同じ役目をしています。
リコーダーで全部の穴を指でふさぐと、管の長さが長くなって、
低い音が大きく響くようになります。
ところで、
楽器の中で振動が共鳴して大きな音がでるようになるためには、
楽器の中で振動が続かないといけません。
マリンバの板をたたいたコツンの振動が、パイプの中でもずっと続かないといけません。
リコーダーを吹いた時の空気の振動が、管の中でもずっと続かないといけません。
振動が途中で死んでしまってなくなってしまうと、大きな音が出ません。
楽器の中では、生き残った振動だけが大きく聞こえるようになっています。
マリンバをたたいた時のコツンには、いろんな種類の振動が混ざっています。
その振動のなかで、生き残って私たちの耳まで届く振動は、
パイプの中で共鳴(きょうめい)した振動だけになるのですね。
リコーダーを吹いた時もたくさんの種類の空気の振動ができます。
その振動のなかで、生き残って私たちの耳まで届く振動は、
リコーダーの中で共鳴(きょうめい)した振動だけになるのですね。
楽器の中で共鳴できない音は、、生き残れなくて、
だんだん死んで消えていくようになっています。
楽器の仕組みは意外とおもしろいですね。
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1秒と1メートルはどうやって決めるの？
時間も空間も光を元にしてきめるようになりました
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。
1秒は時計があれば、今、1秒過ぎたと分かりますね。
1メートルも、物差しがあれば、1メートルだと分かりますね。
普段、意識することなく使っている、1秒、1メートル。
ここでふとしたギモンが浮かんできます。
1秒が正しい1秒かどうかどうやって分かるの？
1メートルが正しい1メートルかどうかどうやって分かるの？
ムムム、分かりそうで分からないギモン。
ちょっと考えてみます。
安い時計を買うと、しばらく使っていると時間が狂ってきます。
安い時計の1秒は正しい1秒を作り出せていないんですね。
まあしょうがないか、といって、時報(じほう)で時間を合わせをしたりしますね。
安い物差しは、本当にピッタリ1メートルかといえば、まあだいたい1メートルですね。
家を作ってくれる大工さんがこれではちょっと困りますね。
家がかたむいてしまします。
それでも、私たちが生活していくのに、大きな不都合はないかもしれませんが、
オリンピック競技などのタイムを競うスポーツ、マラソンのコースの距離など、
正確な時間、物差しが必要な時もあります。
1秒は、1955年までは、1日を基準(きじゅん)にして決められていました。
太陽(たいよう)が南中(なんちゅう)する時間の間隔を1日の長さとしていました。
太陽(たいよう)が南中(なんちゅう)するとは、
たいようが真南にきて一番高い所にくる瞬間のことをいいます。
これは、地球が1日で1回転する時間を基準(きじゅん)にしていることになります。
1日の24分割を1時間、1時間の60分割を1分、1分の60分割を1秒と決めていました。
しかし、地球が1日で1回転する時間は、月の重力(じゅうりょく)などの影響などを受けて
少しずつ遅くなっていることが分かりました。
5億(おく)年まえの1日は、約21時間だったと言われています。
現在は、どうやって1秒を決めているかというと・・・・・・
光を使います。
この場合の光は、私たちの目にみえる光ではなく、目に見えない光を使います。
どんな光かというと、セシウムという原子(げんし)が吸収して放出する光です。
原子(げんし)は光をえり好みします。
原子(げんし)は大好きな光がくると、
一旦たべてそして、同じ光を放出します。
セシウムという原子(げんし)が吸収して放出する光は、特別な振動(しんどう)をしています。
1秒間にあるところを通過する振動(しんどう)の山の数が、91億9263万1770個です。
なにやら中途半端(ちゅうとはんぱ)な数字ですね。
91億個とかキリよくできなかったのでしょうか。
それまでに使われていた1秒に合わせるために、
こんな中途半端(ちゅうとはんぱ)な山の数をもつ光が選ばれました。
こうやってできた1秒は、ほとんど狂いません。狂いは１兆分の1秒程度と言われています。
では次に1メートルはどうやって決まっているのでしょうか。
18世紀は、赤道(せきどう)から北極までの距離の、1/1000万、を1メートルとしていました。
しかし、赤道(せきどう)から北極までの距離を測らなくてはいけません。
これは大変な手間です、
そこで、
これが1メートルですよという、金属(きんぞく)の棒を世界に配っていました。
ところが、この金属(きんぞく)が変形(へんけい)してしまうため、
1メートルが国ごとに違ってしまう問題がありました。
それでは、現在は、どうやって1メートルを決めているかと言うと・・・・・・
ここでも光を使います。
1メートルは、光が1秒間に進む距離の2億9979万2458分の1、
として決められました。
う～ややこしい数！
光が1秒間に進む距離は、約30万キロメートルで、
地球(ちきゅう)を7周半できる計算になります。
ただし、この光が1秒間に進む距離は真空(しんくう)の時です。
空気や、水の中を光が進むときは、すこし光が1秒間に進む距離が短くなります。
ここでまた、中途半端(ちゅうとはんぱ)な数がでてきました。
2億分の1とかキリのいい数字にんできなかったのでしょうか。
やはり、それまでに使われていた1メートルに合わせるために、
こんな中途半端(ちゅうとはんぱ)な数になったのです。
1秒も1メートルも大昔から変わらないんじゃなくて、
こうしましょうという決めごとで変わってきたんですね。
今は、1秒も1メートルも、光を基準にして決めているんですね。
光は、いろんなところで活躍しますね。
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どうして、お湯をいれるだけで、おいしい食べ物ができるの？
食べ物の中の水分を、温めないで一気に乾燥（かんそう）させるんです
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。
スーパーマーケットに行くと、”乾きもの”コーナーがあったりします。
乾きものといえば、魚の干物とか干しシイタケくらいだけかというと、そうでもなく
乾燥食品(かんそうしょくひん)、インスタント食品もあったりします。
乾燥食品(かんそうしょくひん)は、売っている時は水分がなくて乾燥(かんそう)した状態で、
食べる時にお湯をそそいで、元に戻っておいしい食べ物になる食品ですね。
インスタントコーヒーや、スープなど、いろんな種類があります。
便利になったなぁと思いますね。
さて、なんでこんなことができるんだろうと思うと、ちょっと不思議ですね。
ちょっと考えてみます。
乾燥食品(かんそうしょくひん)は、食品のなかにある水分を乾燥(かんそう)させたものです。
食べものの中にある水分を水蒸気(すいじょうき)にして空気の中に移動させて、
食べものの中にある水分を減らしたものです。
洗濯物(せんたくもの)を乾かすのと同じなのですが、
食べものの場合は、モタモタして時間をかけて乾燥(かんそう)していると、、
傷(いた)んでしまって食べることができなくなってしまいます。
温度を高くすれば、乾燥(かんそう)が速くなりますね。
ドライヤーで熱い風を髪にあてると、早く乾きますからね。
ここでも、食べ物の場合にはうまくいきません。
温度を高くすれば、やっぱり、傷(いた)んでしまって食べることができなくなってしまいます。
もしも傷(いた)まないようにうまくできたとしても、いちど加熱(かねつ)しているので、
味も、風味も変わって、おいしくない食べ物になってしまいます。
そこで、考えられたのは、食べもの中の水を凍(こお)らせて、
一気に水蒸気(すいじょうき)の気体にして乾燥(かんそう)させてしまうやり方です。
固体(こたい)から気体(きたい)へのジャンプです。
普通は、固体(こたい)の氷から液体(えきたい)の水になって、
液体(えきたい)の水から気体の水蒸気(すいじょうき)になるというステップですが、
途中の液体(えきたい)になるところを省略(しょうりゃく)してしまうのです。
これ、どこかで見たことある変化の仕方(しかた)ですね。
そうなんです。ドライアイスです。
ドライアイスは、固体(こたい)になった二酸化炭素(にさんかたんそ)が、
一気に気体(きたい)へと変化します。
だから保冷剤(ほれいざい)として、ドライアイスを使っても水浸しになってしまうことがありません。
氷の固体(こたい)から水蒸気(すいじょうき)の気体(きたい)へのジャンプは、
普通、私たちが暮らしている温度や気圧(きあつ)ではおきません。
温度と気圧（きあつ)をちょっと変えてやると、
氷の固体(こたい)から水蒸気(すいじょうき)の気体(きたい)へのジャンプを起こすことができます。
気圧（きあつ)は、私たちのまわりにある空気の重さによって押される力です。
たべものの中の水をこおらせて、
一気に水蒸気(すいじょうき)にして乾燥(かんそう)させる方法は、
フリーズドライとも呼ばれています。
理科のことばでは昇華(しょうか)と名前がついています。
昇華(しょうか)は、温度と圧力をちょっと変えてやると、いろんなモノで起こせます。
昇華(しょうか)がおこせる、温度と圧力の関係は、モノによって決っていて、
水の場合、氷を作って、圧力を0.006気圧(きあつ)以下にすると、
氷から水蒸気(すいじょうき)へのジャンプがおきます。
1気圧は、私たちが普通にくらしている時に周りにある空気の重さによって押される力です。
0.006気圧以下にしたときは、空気の量が少なくなって、
空気の重さによって押される力もよわくなっています。
水を氷にした時、水のモトになっている小さい水の粒たちは、
手をつなぎ合って並んでいます。
気体の水蒸気(すいじょうき)のようにビュンビュンと飛び回らないで、
あまり動き回らないで、じっとしています。
あまり動き回らないで、じっとしていますが、その場所で、モゾモゾと振動(しんどう)しています。
氷の表面は空気の重さによってできる力で押されているので、
氷の中の小さい水のモトの粒は、空気の中へとんで行きたくても、
飛び出していくことができません。
しかし、気圧(きあつ)を低くして、空気の量が少なくして、
空気の重さによって押される力を弱くすると、
氷の表面にある小さい水のモトの粒が
モゾモゾと振動している力で、仲間の水のモトの粒とつないでいた手が外れてしまって、
空気の中へと飛んで行ってしまいます。
これで、氷の固体(こたい)から気体の水蒸気(すいじょうき)へのジャンプがおきてしまうのですね。
氷から水蒸気(すいじょうき)へジャンプできるとは、おもしろいですね。
このジャンプする現象は、特別なことではないんですね。
たまたま、私たちが暮らす、気圧き(きあつ)、温度では、ジャンプがおきなかっただけなんですね。
【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
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どうして、イチゴは１年中食べられるの？
イチゴの葉っぱが、真っ暗な夜をある時間以上感じると花が咲いて実ができる
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。
イチゴはケーキにはかかせない果物ですね。
正確には、イチゴは野菜に分類されるようですが、まあまあこのブログでは果物としときましょう。
イチゴは、4月～5月に実をつけるといわれていますが、一年中たべることができます。
ありがたいことです。
クリスマスにケーキにイチゴがないと、ちょっと・・・という感じになりますからね。
でも、どうやったら一年中たべることができるようになるのでしょう。
なんか不思議になってきますね。
ちょっと考えてみます。
イチゴが花を咲かせて実をつけるかどうかは、葉っぱが決めています。
葉っぱが夜の長さを正確に測っていて、あるきまった時間の夜の長さがきたら、
葉っぱから芽のほうへ、つぼみをつけていいよ、という信号がいって、
つぼみができて、花が咲いてイチゴの実がなります。
葉っぱは、かなり正確に夜の長さを測っています。
たった15分夜が短いだけて、つぼみをつけません。
かなり精密な装置が葉っぱの中にあるんですね。
この精密な葉っぱの特徴を利用すれば、つぼみをつける時期を調整することができます。
イチゴを育てて、ずっと光を当てづづけると、つぼみはいつまでたってもできません。
出荷時期がきまると、それにあわせて、光を当てない暗黒時間を数時間作ります。
すると、そのあと普通に育てると、イチゴは、つぼみをつけて花を咲かせて実をつけます。
このような育て方は、菊でもやっています。
菊も一年中必要な花ですからね。
アサガオは、光を当てない暗黒時間が一回でも連続16時間をこえると、
葉っぱが、つぼみをつける夜の長さが来たと判断して、
芽に、つぼみをつけていいよの信号を送ります。
そして、アサガオはつぼみを作ります。
光を当てない暗黒時間が連続16時間でないとダメなのです。
16時間の間に一回でも数分間、光があたると、つぼみを作りません。
葉っぱのなかの夜を測る時計は、正確なのですね。
16時間連続で暗黒時間をつくるには、
葉っぱを全部光を通さない袋で覆ってしまう方法もあります。が、
大きな段ボールが必要ですが、段ボールをかぶせるものいいです。
こうやって育てると、大きく育たなくてもつぼみをつけて花が咲きます。
外で育てる露地栽培でも、光をずっと当てて育てると、いつまでたってもつぼみはできません。
やはり一回だけ16時間連続で暗黒にすれば、そのあとつぼみをつけます。
だだ、露地栽培でこれができるのは、
気温が高い日が続く夏から秋にかけてくらいじゃないかと思われます。
冬にアサガオを露地栽培で咲かせることができるかというと、微妙です。
葉っぱが夜の時間を正確に測っているのは、このあと暑くなる、このあと寒くなるを
前もって知って、この先の気温の温度変化に準備するためです。
暑さに弱い植物は、春に実を作って種をつくって夏をしのうごうとします。
寒さに弱い植物は、秋に実を作って種をつくって冬を越そうとします。
冬にアサガオを露地栽培で咲かせるためには、相当な暖冬でないとダメな感じですね。
たまに季節外れで花を咲かせる植物がいます。
そのときは葉っぱがちゃんとついているか見てみると面白いと思います。
たいてい季節外れで花を咲かせるときは、葉っぱがありません。
たから気温だけで、花を咲かせるタイミングかどうかを決めるしかなくて、
間違えてしまうことがあるようなのです。
葉っぱの中では、光合成もやっいて、つぼみをつけるタイミングを芽にしらせたり
ものすごいいろんなことがおきているんですね。
すごい、精密なソウチです、おどろきです。
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どうして、蚊は血をすうの？
蚊が血を吸うのは、たんぱく質をとって卵を育てるため
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。
ジカウイルス、デング熱ウイルスなど蚊がウイルスを運んできて
私たちにウイルスが移って、発熱、頭痛などの症状がでる感染症(かんせんしょう)が
じわっ～と広がっていますね。
蚊には、悪気はないようなのですが、ウイルスを運んでしまうんですね。
ところで、どうして蚊は血を吸うのでしょうか？
自分より大きな動物の血を吸うの、かなりのリスクがあるはずですよね。
それでも、どうして血を吸うのか、なんか不思議ですね。
ちょっと考えてみます。
蚊の主食(しゅしょく)は、花のミツや草の汁などで
ほかの昆虫とあまり変わりません。
しかし、メスの蚊が卵を産むために、卵巣(らんそう)に栄養(えいよう)をためる時だけは違います。
この時だけは、動物の血を吸って栄養(えいよう)を取っています。
どうして、動物の血を吸うようになったのか、不思議ですね。
動物の血を吸うと、メスの蚊の脳の中に、”気持ちいい”
と感じるホルモンという物質が出るようなのです。
蚊の脳は考えることをしません。脳が”気持ちいい”と感じる行動をとるだけです。
だから、動物の血を吸うようになったようなのです。
蚊の進化を考えてみると、大型の動物に近寄って、
血を吸ってたんぱく質をとるほうが子孫を残していくのに都合が良かったようなのです。
ペシっとはたかれる、リスクを負ってでも、たんぱく質をとる効率が良いので
大型の動物の血を吸うようになったようなのです。
そして、その行動をするように、脳が”気持ちいい”ホルモンをだすようになったと考えられます。
ところで、メスの蚊が動物の血を吸うと脳が”気持ちいい”
と感じるようにしているモノはなんだろうか、と疑問が出てきますね。
これを決めているのが遺伝子（いでんし）です。
遺伝子（いでんし）はすべての生きものの細胞(さいぼう)ひとつひとつにあります。
遺伝子（いでんし）は、スイッチが数億個(すうおくこ)つながっているような感じのものです。
あるスイッチがオンになると、動物の血をすう、
あるスイッチがオフになると、花のミツや草の汁をすう、
というように生きものの行動を決めているところもあります。
メスの蚊は、卵を産むときだけ、
動物の血を吸う遺伝子（いでんし）スイッチがオンになると考えられます。
蚊がウイルスをもっていた場合には、
蚊に刺されたときに、人にウイルスにが移ってしまうこともあります。
ウイルスが広がるのを防ぐために蚊の数を減らすのは仕方ないことでしょう。
それでは、蚊を絶滅（ぜつめつ）させてしまえばいいかというと、そうとも限らないようです。
ある生きものを絶滅（ぜつめつ）させると、何がおきるのか、
予測するのは大変むずかしい問題なのです。
魚を食い荒らすラッコを殺したら、
ラッコが食べていたウニがたくさん増えて、
ウニは魚のすみかだった海藻(かいそう)を食い荒らしてしまったので、
逆に魚が減ってしまったということが、実際におきています。
ある生きものが他の生きものとどうつながっているのは、
予測するのは大変むずかしいんですね。
やっぱり、うまく共存することが大事になってきますね。
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どうして、植物は光合成(こうごうせい)をずっとできるの？
植物は、自分で作ったでんぷんを使って生きていくエネルギーをつくりだしている
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。
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植物は、光をあびて、私たちが吐き出した二酸化炭素(にさんかたんそ)を吸収して、
酸素(さんそ)を吐き出します。
光合成(こうごうせい)と呼ばれる植物の葉っぱのなかでおきている化学反応(かがくはんのう)は、二酸化炭素(にさんかたんそ)と光と水からでんぷんを作りだすことをいいますね。
酸素(さんそ)を吐き出すのは、でんぷんをつくりだすときにオマケでできちゃった扱いなのですね。
植物は私たちのように食べ物を食べなくでも、光と水だけで、生きていけるのですが、
良く考えると不思議ですね。
生きていくためのエネルギー、成長するためのエネルギーはどこからきているのでしょうか。
ちょっと考えてみます。
植物は、二酸化炭素(にさんかたんそ)と光と水からでんぷんを作りだします。
自分が成長するため、生きていくために、自分で作ったでんぷんを分解して
エネルギーに変えているのです。
昼間はせっせと光合成(こうごうせい)をして、でんぷんを作って貯めておいて、
光がない夜などは、光合成ができないないので、
貯めておいたでんぷんを使って呼吸をしているんですね。
光合成(こうごうせい)をする時は、とても複雑な化学反応(かがくはんのう)が
間違うことなく精密におきています。
あの薄い葉っぱのなかで、とんでもない精密な化学反応(かがくはんのう)が
おきているとは驚きです。
ちょっと詳しく見てみます。
でんぷんは、光から直接できるわけではないようです。
まず葉っぱの光受信アンテナで光を受信して、その信号を特別なたんぱく質へつたえます。
特別なたんぱく質は、信号を受け取ると電子(でんし)という粒を出します。
電子(でんし)は、水を分解(ぶんかい)することで得ています。
葉っぱの中で水を分解(ぶんかい)して、水素(すいそ)と酸素(さんそ)ができます。
このときにできたと酸素(さんそ)が外に出て行って、
私たちはこの酸素(さんそ)を使って呼吸しています。
酸素(さんそ)は、水がないとできないんですね。
二酸化炭素(にさんかたんそ)から直接作りだしていたんじゃないんですね。
水素(すいそ)を分解(ぶんかい)して、電子(でんし)と水素(すいそ)イオンにしてしまいます。
水素(すいそ)イオンは、水素（すいそ）の原子(げんし)から電子(でんし)が家出してしまったあとの、
残りの水素(すいそ)の名前です。
最後に、やっと二酸化炭素(にさんかたんそ)を使ってでんぽんを作りだします。
二酸化炭素(にさんかたんそ)と電子(でんし）と水素(すいそ)イオンを使って、
二酸化炭素(にさんかたんそ)に含まれていた炭素(さんそ)をどんどんつなげていってでんぷんができます。
でんぷんは、白い粉になってみえます。
とても複雑な化学反応(かがくはんのう)ですね。これが間違うことなく正確におきているんですね。
ところで、植物にとって最悪なのは、水がないことです。
水分不足になると、葉っぱの裏にある気孔(きこう)を閉じて水分の放出をしないようになります。
気孔(きこう)は、口のように開いたり閉じたりして、
水蒸気(すいじょうき)、二酸化炭素(にさんかたんそ)、酸素(さんそ)を出し入れしています。
そうすると、気孔(きこう)を通ってはいってくる二酸化炭素(にさんかたんそ)もなくなってしまうので、でんぷんを作りだせないようになって、枯れてしまいます。
植物が生きていくためのエネルギーは、でんぷんを分解(ぶんかい)して作りだしているからなのですね。
植物は、24時間ずっと、私たちと同じように、
酸素(さんそ)を吸って二酸化炭素(にさんかたんそ)を吐き出す、呼吸をしています。
昼間の光合成(こうごうせい)をしているときは、吐き出す二酸化炭素(にさんかたんそ)の量が少なくなっています。
夜だけ、私たちと同じような呼吸をしているというわけではないんですね。
夜、少しでも明かりがあると光合成をしますが、光合成で取り込む二酸化炭素(にさんかたんそ)よりも呼吸で吐き出す二酸化炭素(にさんかたんそ)のほうが多くなっているんですね。
さて、理科の実験で、
タンポポの葉を試験管にいれて、息を吹き込んで光を当てると、
石灰水(せっかいすい)を注いでも白く濁(にご)らないのを確認する実験がありますね。
白く濁(にご)らないのは、二酸化炭素(にさんかたんそ)が少なくなったからですね。
ここで、試験管に”ふた”をしてしまうと、
外の空気から二酸化炭素(にさんかたんそ)が供給されないので、
やがて、試験管のなかの二酸化炭素(にさんかたんそ)がなくなって、
植物がだした酸素(さんそ)だらけになってしまいます。
ここまでいくと、石灰水(せっかいすい)を注いでもまったく白く濁らなくなります。
そうすると、二酸化炭素(にさんかたんそ)を取り込めないので、
でんぷんを作り出せなくなります。
植物が生きていくためのエネルギーは、でんぷんを分解して作りだしているので、
でんぷんが不足してくると、やがて葉っぱは枯れてしまいます。
葉っぱが枯れてしまう寿命をのばすには、
光を当てないで光合成(こうごうせい)をストップさせて、
植物が吐き出す二酸化炭素(にさんかたんそ)が多くなるようにします。
そうすると、ふたをした試験管の中には二酸化炭素(にさんかたんそ)がたまってきます。
酸素(さんそ)だらけになった試験管のなかも、
光を当てないでおくと二酸化炭素(にさんかたんそ)がたまってきます。
ずっと光をあてないと、でんぷんができないので、そのうち枯れてしまいます。
いいタイミングで、光を当ててでんぷんを作りだす光合成(こうごうせい)をするようにすると、
葉っぱが枯れてしまうまでの寿命はのびるでしょう。
しかし、水の供給(きょうきゅう)がないので、気孔(きこう)を閉じてしまうので、
二酸化炭素(にさんかたんそ)も取り込めなくなって
やっぱり水不足で枯れてしまうでしょう。
植物の小さい葉っぱのなかでは、想像以上に精密で複雑な化学反応がおきていたんですね。
これが自然にできたとは思えないほど精密でよくできていますね。
植物の小さい葉っぱのなかでは、想像以上に精密で複雑な化学反応がおきていたんですね。
これが自然にできたとは思えないほど精密でよくできていますね。
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どうして、恐竜はおおきいの？
恐竜が大きいのは、呼吸が上手だったせいかもしれない
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恐竜(きょうりゅう)といえば、おそらく頭の中に浮かぶのは
映画ジュラシックパークのような感じだろうなと思いますね。
とにかく、恐竜(きょうりゅう)はでかい。
なんで、そんなにでかいのかと不思議になります。
体の大きさが何十メートルもある体にどうしてなれたのでしょうか。
そんなに体が大きいと、一歩動くのにもフーフーとなりそうですが、
意外にも足が速かったりします。
どうしてそうなれたのかちょっと考えてみます。
恐竜(きょうりゅう)は、今から2億(おく)年前から1億(おく)年まえくらいに、たくさんいたと考えられています。
この時代は恐竜(きょうりゅう)時代または、ジュラ紀と呼ばれています。
映画ジュラシックパークの”ジュラ”ですね。
恐竜(きょうりゅう)時代の地球は、あたたかくて、今よりも、海が陸にせまっていて、陸からずっと浅い海がながく続いていたと考えられています。
とても住みやすい環境(かんきょう)だったようです。
この住みやすい環境も、恐竜(きょうりゅう)が大きくなった原因の一つと考えられています。
ちなみに、私たち哺乳類(ほにゅうるい)の祖先は、このころネズミのような小動物で、
恐竜(きょうりゅう)に食べられてしまわないように、夜行性だったようです。
恐竜(きょうりゅう)が大きくなれた原因として、呼吸が上手かったということが考えられます。
恐竜(きょうりゅう)時代は、空気の中の酸素(さんそ)の量がすくなくて、
今、私たちが、4000メートルの山の上に行った時の空気の中の酸素(さんそ)の量と同じくらいでした。
私たちでは、酸素(さんそ)が足りなくて、とても、すばやく動くことはできないですね。
ところが、恐竜(きょうりゅう)はこんな酸素(さんそ)が足りない環境(かんきょう)でもうまく呼吸をしていたようです。
恐竜(きょうりゅう)の肺のそばには、空気を貯めておくタンクみたいなモノがあって、
空気を吸う時もはく時も、肺に空気を送り続けることができるようになっていました。
空気を貯めておくタンクは結構大きくて、恐竜の大きな体のかなりの部分を占めていました。
この呼吸が上手だったということが、
恐竜(きょうりゅう)時代が長く1億年以上も続いた原因になったと考えられています。
恐竜(きょうりゅう)のおおきな体はうまくできていだんですね。
恐竜(きょうりゅう)の呼吸のやりかたは、現在、富士山よりもエベレストよりも高いところを飛ぶ鳥のにも受け継がれているそうです。
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どうして、湯気は白いの？
水蒸気は小さすぎて見えないけど、水滴は光を反射するので見えるのです
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空を見上げると、白い雲がゆったりと流れています。
雲に乗れたら気持ちよさそうだな～と感じます。
お風呂でも温かいお湯から、白い湯気が出るのが見えます。
ヤカンでお湯を沸かしても、白い湯気が出るのが見えます。
水蒸気は、空気中にたくさん含まれていますが、見えません。
もしもこれが見えたら、そこら辺にうようよいる水蒸気が見えて
まともに生活できないかもしれませんね。
同じ水なのに、見えたり、見えなかったり不思議ですね。
ちょっと考えてみます。
雲の中の水滴は、直径が約0.01ミリメートルくらいといわています。
もうすこし大きい水滴になると、雨になって落ちてきます。
水蒸気は、空気のなかにいつもあります。でも見えません。
空気の温度が高い夏はたくさんの水蒸気が空気の中にいて、
空気の温度が低い冬はすくなくなります。
水を小さく分解しすると、水を作っているおおもとの水分子(ぶんし)の粒になります。
水蒸気は、この水を作っているおおもとの水分子(ぶんし)の粒です。
小さすぎてみえません。おそらく特別な顕微鏡をつかっても、ボヤっとしかみえません。
それくらい小さいのです。
白い湯気は、水分子(ぶんし)の粒どうしが集まってできた、ちょっと大きな水滴です。
ちょっと大きな水滴に光が当たると、光をあっちこっちに反射します。
光の中には、たくさんの色の光が含まれています。
自分で光らないモノは、光を反射するか吸収するかをしています。
白く見えるものは、ほとんど光を吸収しないで、ほとんど反射します。
たくさんの色の反射した光が目に届いて混ざって、白く見えるようになります。
ちょっと大きな水滴が、光をあっちこっちに反射するのに
ちょうどいいサイズなのです。
もっと大きな水滴になると、コップの中の水と同じようになって、
こんどは透明なって見えますね。
透明なときは、光は通過してしまいます。ガラスが透明なのと同じです。
もっと大きな水滴の中いる水分子(ぶんし)が、
光を吸収して、すぐに同じ光を放出するを繰り返して
光が通過していきます。
水分子(ぶんし)の水蒸気だと小さすぎて見えないで、
ちょっと大きい水滴になると、光を反射して、白く見えて、
もっと大きい水滴になると、光が通過していくようになって
透明になるとは、同じ水でも、大きさの違いで、
見え方が違ってくるとはなんとも不思議ですね。
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どうして、上の方は温かくて、下のほうは冷たいの？
温度が低い元気のない分子(ぶんし)は、だんたん集団に集められて、まわりより重くなってしまうのです
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。
お風呂でなんかお湯がぬるくなったな、と思って追いだきすると、
上の方に温かいお湯があって、下のほうに冷たいお湯がある感じしますね。
冬に暖房をすると、部屋の上のほうは温かいのに、肝心の自分がいる下の方は
イマイチ温かくないなんていうこともありますね。
冬でも扇風機を使って、部屋を空気を動かして、
上の温かい空気を下の方へ動かしましょうなどとも言われていますね。
どうも、温かい水や空気は上へ行って、冷たい水や空気は上へ行ってしまう感じがしますね。
同じ空気や水なのになんか不思議ですね。
ちょっと考えてみます。
同じ空気、水なのに、温度が違うだけで、上にいったり下にいったり。
なにか目に見えない力が働いているのでしょうか。
最初に、温度が高い、低いとはどうして起きるのか考えてみます。
空気も水も、小さく分解していくと、ミクロの粒でできています。
空気は、空気分子(ぶんし)、水は水分子(みずぶんし)と呼ばれる小さい粒がたくさんあつまっています。
分子(ぶんし)は、熱のエネルギーを食べると元気に動き回るようになります。
空気分子(ぶんし)は部屋の中をあっちへいたりこっちへいたりと動き回っています。
水分子(ぶんし)は、お風呂のお湯の中ををあっちへいたりこっちへいたりと動き回っています。
分子(ぶんし)は、熱のエネルギーをたくさんたべて温度が高くなるほと、
動くスピードが速くなります。
この分子(ぶんし)の動くスピードが、温度が高いと速くなる性質が、上のほうが温かくて下のほうが冷たいに効いてきます。
お風呂の中のお湯の量は決っています。
もうすこし、ミクロの目でみると、お風呂の中のお湯の中にある、水分子(ぶんし)の数は決っています。
温度が高くなった水分子(ぶんし)は、あっちへこっちへと激しく動き回ります。
一方で温度が低い水分子(ぶんし)は、あんまり動き回らないで、その辺をうろうろするようになります。
温度が高くなった水分子(ぶんし)が、じゃま～と、衝突(しょうとつ)してくるので、
温度が低い水分子(ぶんし)はだんだん、その辺のせまい領域に押し込まれて、
温度が低い水分子(ぶんし)どうしはだんだん集団になっていきます。
お風呂のお湯の中で、水分子(ぶんし)が混雑しているところと、
そうでないところができてしまいます。
水分子(ぶんし)が混雑しているところの周辺の領域をみてみると、
水分子(ぶんし)が混雑しているところは、まわりの領域にと比べて重たくなっています。
そして、重たくなった、温度が低い水分子の集団は、下の方へと下がっていきます。
そうすると、温度が高い水分子(ぶんし)は行き場所がなくなるので、上のほうで、元気に動き回るようになります。
部屋の空気の場合も同じです。
部屋の中で、温度が低くて空気分子(ぶんし)が混雑しているところと、
そうでないところができてしまいます。
空気分子(ぶんし)が混雑しているところの周辺の領域をみてみると、
空気分子(ぶんし)が混雑しているところは、まわりの領域にと比べて重たくなって
下の方へと下がっていきます。
温度が高い空気分子(ぶんし)は行き場所がなくなるので、上のほうで、
元気に動き回るようになります。
上の方に温かくて、下のほうに冷たいのは、
分子(ぶんし)の運動のせいだったんですね。
温度の高い元気な分子(ぶんし)が、温度の低い元気じゃない分子(ぶんし)に
衝突(しょうとつ)して、温度の低い水分子(ぶんし)をかたまりの集団にしていたんですね。
意外と満員電車のなかの私たちと同じかもしれませんね。
【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
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どうして、ネコの目のいろはいろいろあるの？
ネコの目の色はいろいろあるけれど、どうしてそうする必要があったのかまだ研究途中なのです
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。
ネコさんの目の色というと、瞳孔(どうこう)のまわりの虹彩(こうさい)の色のことになります。
瞳孔(どうこう)は私たちと同じで、黒い瞳ですが、ネコさんの瞳孔(どうこう)は、
まぶしい時には小さくなって、薄暗いときには、大きくなりますね。
ネコさんの写真を撮る時に、瞳が大きい写真を撮るのは、大変ですね。
私たちヒトは、瞳孔(どうこう)の色がいろいろありますが、ネコさん場合には、瞳孔(どうこう)は同じで、、瞳孔(どうこう)のまわりの虹彩(こうさい)の色がいろいろあります。
ネコさんの目の色、つまり虹彩(こうさい)の色は、生まれたての時から大人になるまでにも変化するようです。
これは、虹彩(こうさい)に含まれるメラニン色素のせいだと言われています。
生まれたての時はメラニン色素が少ないから、ブルーの目の色で、だんだんメラニン色素ができてきて、茶色っぽくなっていくようです。
ネコさんの目の色は、虹彩(こうさい)に含まれる、メラニン色素がどこまでできるかによって決まることになります。
さて、あのネコさんはメラニン色素はここまで、このネコさんはメラニン色素はここまで・・と、どうやって決まっているのでしょうか。
ちょっとここで、話を遺伝子（いでんし）の話に飛ばします。
私たちを含めて生きものの大前提として、遺伝子（いでんし）に書いていないことは起きないというルールがあります。
生きものの細胞1つ1つの中に遺伝子（いでんし）が含まれていて、
遺伝子（いでんし）によって、この細胞は目になる、この細胞は、手になる・・とすべて決められています。
遺伝子（いでんし）は、私たちが意識しなくても生きていけるように、ホルモン系、自律神経系を働かせています。
遺伝子（いでんし）には、大量の化学文字が書かれています。数十億文字あると言われています。
大量の化学文字が書かれている遺伝子（いでんし）ですが、通常は10％くらいしか機能してないと言われています。あとの90%は休んでいるのです。
休んでいる遺伝子（いでんし）が目覚めて、いままで動いていた遺伝子（いでんし）が休み始めるということもあります。
これは、住んでいる環境が変わった時に起きやすいことが分かっています。
私たちの場合でも、日本ではまあまあ普通の人だったのが、アメリカに行ったら、人が変わったように成果を出し始めた、というような時は、日本にいるときに休んでいた遺伝子（いでんし）がアメリカに行ったことで目覚めて、人が変わったように成果を出し始めることができるようになったと言えるのです。
植物でもおきます。普通に土に種をまいてトマトを育てたら、10個のトマトの実ができたのに、同じ種で、水耕栽培で当てる光の色を調節するなどした場合には、100個のトマトの実ができたということがおきているのです。
遺伝子（いでんし）に書いていないことは起きないというルールのはずなので、
トマトの種の遺伝子（いでんし）の中には、もともと100個のトマトを実らせる情報も書いてあったということになります。
さて、話題をネコさんに戻します。
ネコさんの目の色を決める、虹彩(こうさい)に含まれるメラニン色素の量は、
必ずどこかの遺伝子（いでんし）の中に書かれています。
ネコさんが住んでいる環境によって、
メラニン色素の量を決める遺伝子（いでんし）が目をさましたり、
休んだりしていると考えられます。
出身地の違いによってのネコさんの、目を覚ました遺伝子（いでんし）が違ってくるので、
メラニン色素の量が違ってくるようになるのですが、
現在では、いろんな出身地のネコさんどうしで交配をたくさんやってきたので、
出身地が良くわからなくなってしまって、
メラニン色素の量と出身地の関係も良くわからなくなってしまいました。
さて、ネコさんの目の色が変わるのは、
生きものは、遺伝子（いでんし）に書いていないことは起きないというルールのせいらしいと分かったとしても、どうして、目の色を変えるようにする必要があったの？とギモンが湧きます。
なにか、そうしたほうが都合が良かったんだろうという理由がありそうです。
生きていく上で都合がいいように、目を覚ます遺伝子(いでんし)を決まった、のではないかと思われます。
目の色を変えるようにしたら、視力がよくなったとか、獲物をとらえるために都合が良かったとか、残念ながらまだ分かっていません。
生きものの目のコトは、調べるのがなかなか難しいようです。
ネコさんに、これ見える？って聞いても、答えてくれませんからね。
どういう環境にしたら、どの遺伝子(いでんし)が目を覚まして、
ネコさんの虹彩(こうさい)に含まれるメラニン色素の量をここまでだよと決めているのか、
残念ながらまだ分かっていませんが、今後わかってくるだろうと思われます。
現在は、子孫を残していく時に、遺伝子（いでんし）のコピーミスがおきたせいだとも言われていますが、確かなことはまだ分かりません。
他の動物の目がどうなっているのか、何が見えているか、
私たちに見えない光の紫外線（しがいせん）やＸ線が見えているのか・・・
遺伝子(いでんし)の研究は盛んに行われています。今後の研究で分かってくると思われます。
生きもののことは、調べていくと、そうなっていたんだとしくみは分かるのですが、
じゃぁ、どうして、そういうしくみにする必要があったの？
となると、なかなかむずかしい問題で、いろんな答えの可能性、仮説があります。
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どうして、熱いモノは冷たくなるの？
熱いモノが冷めるのは、実は偶然だった！
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。
お風呂は、時間がたつと冷めて、もう一回、追いだきが必要になったりしますね。
ホットの缶コーヒーなどのを手にもっていると、やがて、缶コーヒーの温度は、
さめて手と同じくらいなります。
どうも、熱は温度の高いところ、低いところをなくすような動きをする感じですね。
熱は、温度が高いところから低いところへ流れて、平均化していくといった感じがしますね。
私たちは、たくさんの経験からそうだという状況証拠を知っています。どうもこれは間違いないように思えます。
本当に、いつもいつもそうなのでしょうか。熱いモノはさめて冷たくなるは、確かにそうだけど、
たまに例外とかないのでしょうか。なんか不思議な感じがしてきましたね。
ちょっと考えてみます。
そのためには、モノのしくみをミクロな目で見てみることにします。
どんなモノでも、分解していくと、小さい原子(げんし)や分子(ぶんし)の粒になります。
分子(ぶんし)の粒は、原子(げんし)の粒があつまってできた粒です。
さみしがりの原子(げんし)の粒は、仲間を集めて、分子(ぶんし)の粒になっています。
たとえば、酸素分子(さんそぶんし)は酸素原子(さんそげんし)の粒が2個くっついている粒です。
水分子(みずぶんし)は、酸素原子(さんそげんし)の粒１個と、水素原子(すいそげんし)の粒2個がくっついた粒です。
これらの原子(げんし)や分子(ぶんし)の粒は、たえず、動いていて、止まることはありません。
温度が高い粒ほど、動きが激しくて、温度が低い粒は、動きが鈍い性質があります。
宇宙を作った”神様”がこういう性質になるようにしてしまったのです。
なんか私たちとよく似ていますね。夏がはつらつと元気に外出するけど、
冬は、こたつでじっとしているのとよく似ていますね。
温度が高い粒は、熱エネルギーをたくさん持っていて、動きが激しくなります。
例えば、空気の中にいる空気分子(くうきぶんし)の粒は、とてつもなくたくさんあります。
空気の中にいるとてつもなくたくさんの空気の粒は、みんなそろって動いているのでしょうか。
そんなにうまい具合にいくはずはありませんね。
気温30℃の空気の中にいる空気の粒のなかには、激しく動く粒もいれば、
動きの鈍い粒もいます。
激しく動く粒が、動きの鈍い粒に衝突したりもします。
衝突したとき、激しく動く粒から動きの鈍い粒へ、エネルギーが移ります。
激しく動いていた粒は、衝突して、動きがすこし鈍くなり、
動きの鈍かった粒は、衝突でエネルギーをもらって、少し動きが速くなります。
私たちとよく似ていますね。走ってきてぶつかれば、ちょっと痛くて、スピードが落ちますね。
そして、相手が軽ければ、相手はスピードを増して吹っ飛んでいきますね。
それで、モノの中での粒どうしの衝突を良く調べてみると、
温度が高いモノでは、激しく動く粒の割合が高くて、
温度が低いモノでは、動きのにぶい粒の割合が高くなっているのです。
そういう”割合”なのです。ホントに確率と同じです。なんともあいまいな感じですね。
激しく動く粒は、動き回るので、動きの鈍い粒に衝突する可能性が高くなります。
温度が高いモノの中にいる粒は、動きの鈍い粒にたくさん衝突して、
温度がだんだん温度が低くなっていきます。
そして、だいたい平均化した温度になっていきます。
熱いモノがさめて冷たくなるのは、こういうしくみだったんですね。
熱いモノがさめて冷たくなるという現象は、
たんに、そうなる確率が高かったからそうなったということなのです。
激しく動く粒は、よく動き回るので、動きの鈍い粒に衝突する確率が高かったというわけで、
何かの自然法則にしたがって、そうなっているのではなかったのです。
もっと、単純に言うと、「偶然」そうなっている、ということだったのです。
なんか驚きですね。理科の世界に確率がでてきていいものでしょうか。
そんなあやふやなものなのでしょうか。
現在、私たちは知っている知識では、
現象を完全に解き明かすことはできないけれど、その可能性が高いか低いかは分かる、というところまでです。
モノをミクロの粒まで分解して、現象を明らかにしようとすると、どうしても、確率的にしか分からないのです。
理科の中心が確率だなんて・・と思いますね。まだ、私たちの知らない知識があるのかもしれません。
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どうして、ドライアイスから白い煙がでるの？
白い煙は水蒸気が水滴になったモノ
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保冷剤などでドライアイスが良く使われますね。
氷と違って、水で濡れないので便利ですよね。
ドライアイスをそこら辺に置いておくと、白い煙が出てくるのを見たことがあると思います。
この白い煙は何なのでしょうか。
ドライアイスと空気のあいだで何がおきているのでしょうか。
ちょっと考えてみます。
ドライアイスは二酸化炭素(にさんかたんそ)から出来ています。
二酸化炭素(にさんかたんそ)は、モノを燃やしたらできる気体で、私たちも呼吸で、吐き出しています。
気体の二酸化炭素(にさんかたんそ)はどうやったら、ドライアイスのような固体になるのでしょうか。
二酸化炭素(にさんかたんそ)を容器の中に集めて、上からギュウギュウ押しこんで、上から圧縮します。
そうすると、二酸化炭素(にさんかたんそ)の粒どうしの距離が近くなって、お互いにぶつかりあうようなります。
このとき、動いていた二酸化炭素(にさんかたんそ)がぶつかって、動いていたエネルギーの一部が熱のエネルギーにかわって
熱くなります。そこで、冷却装置を使って、二酸化炭素(にさんかたんそ)をいれた容器を冷やします。
そして、とうとう、二酸化炭素(にさんかたんそ)の粒どうしが、無理やりお互いに手をつながされて、液体になります。
気体の二酸化炭素(にさんかたんそ)は、二酸化炭素(にさんかたんそ)の粒が一人ぼっちで、空気中を飛び回っていたのですが、
容器の中に集めて、上からギュウギュウ圧縮したら、無理やり手をつながされて、液体になります。
ここでは、まだ液体の二酸化炭素(にさんかたんそ)です。
次に、二酸化炭素(にさんかたんそ)を霧吹きで、霧状に吹き出します。
そうすると、液体のなかで、無理やり手をつながされてストレスがたまっていた二酸化炭素(にさんかたんそ)の粒は、一気にブワーっと広がっていきます。
広がっていくためには、二酸化炭素(にさんかたんそ)の粒が自分で動いていかなければなりません。
動いていくためのエネルギーは、二酸化炭素(にさんかたんそ)の粒が持っている熱エネルギーを使います。
二酸化炭素(にさんかたんそ)のようなモノの粒は、－２７３℃になると、熱エネルギーがゼロになるけれども、
－２７３℃より温度が高いと熱エネルギーを粒の中に持っている特徴があります。
ブワーっと広がっていくために、自分のもっていた熱エネルギーを使うので、自分の温度は下がります。
その結果、液体の二酸化炭素(にさんかたんそ)を霧状に吹き出すと、
二酸化炭素(にさんかたんそ)の粒は、ブワーっと広がって温度が下がって、固体の氷の粒になります。
固体の氷の粒を集めて、形を整えると、よくみかけるブロック状のドライアイスができあがります。
水を冷やして氷をつくるよりも、結構手間がかかりますね。
白い煙の正体は何なのでしょうか。
ドライアイスの温度は－７９℃です。とても冷たいのです。
空気中にドライアイスを置いておくと、まわりの空気が冷やされます。
空気の中に住んでいることができる水蒸気の数は決っていて、空気の温度が低くなると少なくなります。
ドライアイスで冷えた空気のなかにいた水蒸気は、定員オーバーで水滴になります。
この小さい水滴は、光を四方八方に反射するので、その光が目に届いて、白く見えるようになります。
ドライアイスの白い煙は、水蒸気が冷えてできた、小さい水滴だったんですね。
ところで、ドライアイスは、固体から気体へと一気に変化します。
固体から液体に変わって、液体から気体にかわって、という手間をジャンプします。
これは、固体のドライアイスの中にいる二酸化炭素(にさんかたんそ)の粒たちがお互いに手をつないでいる力が弱いために、液体をすっ飛ばして気体になってしまうためです。
私たちの暮らす気温と気圧のところに、ドライアイスを置くと、
二酸化炭素(にさんかたんそ)の粒が空気から熱のエネルギーをもらって元気になります。
そして、モゾモゾを動き始めて、とうとう、お互いに手をつないでいた手が切れて、二酸化炭素(にさんかたんそ)の粒になって
空気中に出て行ってしまうのです。私たちの暮らす気温と、気圧のときには、この現象がおきます。
理科の言葉では、昇華（しょうか）といいます。昇華（しょうか）は気温と、気圧の条件しだいでは、ほかのモノでもおきます。
ドライアイスをお湯に入れるとどうなるでしょうか。
ものすごい勢いで、固体から気体の二酸化炭素(にさんかたんそ)へと変わるでしょう。
気体になると、固体の中でじっとしていた二酸化炭素(にさんかたんそ)の粒が、ビュンビュン飛び回るので、体積が増えます。約７５０倍になります。
いっきに体積が増えるので、ドライアイスをいれていた容器がこわれたり、お湯が跳ね上がったりします。
あまり、やらないほうがよさそうですね。
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蛯原ようすけ
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どうして、風船はふくらむの？
風船の壁に空気の粒がぶつかってくる
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。
風船をふくらますためには、風船の口から、空気を入れますね。
このとき、風船のなかでは何がおきているのでしょうか。
風船は、ゴムでできているので、そのままではしぼんでしまいます。
風船がしぼむ力に対抗して、風船をふくらませたままにするちからが必要ですね。
風船をふくらませたままにする力はどこから発生するのでしょうか。
空気は、ものすごくたくさんの、粒からできています。
空気の粒は、ものすごく小さいので、目には見えません。
サイコロほどの大きさの空間に
1兆個の1000万倍の空気の分子があるのです。
途方もない数の空気分子ですね。
空気の粒は、びゅんびゅんと猛スピードでとびまわっています。
空気の粒は、熱のエネルギーを食べると元気なって、猛スピードでとびまわるようになります。
宇宙を作った”神様”が、そのように作ってしまったのです。
温度が、－２７３℃になるまでは、空気の粒は、熱のエネルギーを食べて、とびまわっています。
私たちが暮らす気温では、空気の粒は、熱のエネルギーを食べて元気なって、
猛スピードでとびまわっています。
風船の中に閉じ込められた空気の粒も猛スピードでびゅんびゅんととびまわっています。
空気の粒は、びゅんびゅんととびまわって、風船の内側にぶつかります。
空気の粒が風船の内側にぶつかることが、
風船がしぼむちからに対抗して、
風船をふくらませたままにしているちからとなります。
空気のちからは意外にすごいですね。
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どうして、流れ星は光るの？
流れ星は、すい星がばらまいたチリが高温になって光る
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。
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たくさんの流れ星が見れる流星群、キレイですね。
キレイで、ロマンティックな流れ星、いったいどこから来て、どこに行くのでしょう・・と
なんとなくなく気になった時もありますよね。
そんなこと考えてたら、ロマンティックな気分が台無し・・と言われそうですが、
ちょっと考えてみます。
流れ星は、宇宙をフラフラただよっていた、チリが、地球の重力（じゅうりょく）に引かれて、
地球に落ちてくる時に、地球の空気にぶつかる時に見えます。
チリは、石ころよりももっと小さい、粒のことです。
重力（じゅうりょく）は、モノとモノが引き合う不思議な力です。
宇宙にフラフラとただよっていた、小さいチリと、地球が重力（じゅうりょく）で引き合います。
しかし、圧倒的に地球のほうが重たいので、地球は動かないで、軽いチリの粒が動いて、地球に落ちてきます。
チリが地球に落ちてくるとき、なにがおきているのでしょうか。
小さい小さい粒のチリは、地球に落ちてくると、地球の空気の粒とぶつかります。
空気も、ミクロの目でみると、小さい小さい空気の粒の集まりなのです。
チリが地球に落ちてくる時に持っていたエネルギーが、空気の粒とぶつかって熱のエネルギーにかわります。
動いていたモノは、動くためのエネルギーを持っています。動きを止めようとすると、熱のエネルギーにかわります。
ちょうど自転車のブレーキと同じです。
動いていたタイヤをブレーキで止めようとすると、ブレーキの当たるタイヤの金属のところが熱くなります。
チリが地球に落ちてくる時に、空気の粒とぶつかって熱のエネルギーができて、
チリそのものや、空気の粒が高温になってきます。
温度がものすごくたかくなってくると、チリそのものや、空気の粒が光を出し始めます。
この光が、流れ星としてみえます。
温度が高くなると、どうして光を出し始めるのでしょうか。
これは、モノを作っているおおもとの原子（げんし）と電子（でんし）の性質のせいなのです。
今回は、長くなるので、詳しい説明はやめておきます。
豆電球が光るのと同じです。豆電球の中の電線のところは、ものすごく高温になっています。
さて、高温になってたチリは、ほとんど燃え尽きてしまいます。
だから、流れ星は、一瞬しか光らないんですね。
小さい小さい石ころの粒のチリが燃え尽きるというのは、石ころの粒から、ガスの気体にかわったということです。
たくさんの流星群はどうして見えるのでしょうか。
流れ星は、宇宙をフラフラただよっていた、チリが、たまたま地球に引かれて落ちてくるのでした。
たまたま地球に引かれて落ちてくるチリが、そんなにたくさん、あるとはちょっと不思議ですね。
流星群は、彗星が通り過ぎたときに残していく、チリのせいでおきます。
彗星は、どこからやってくるのかは、謎が多いのですが、
ペルセウス座、しぶんぎ座、ふたご座あたりからやってくるようです。
彗星が太陽の近くを通り抜ける時、たくさんのチリをばらまいていきます。
彗星の通り道に残された、たくさんのチリの近くを、地球が通ると、
彗星がばらまいていった、たくさんのチリが、地球の重力（じゅうりょく）に引かれて、
地球に落ちてきて、空気の粒とぶつかって、高温になって、光を出すようになります。
流星群は、彗星がばらまいていった、たくさんのチリが、地球に落ちてくる時に見えるんですね。
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どうしてカミナリの電気は、家で使えないの？
カミナリの電気を使うというアイデアはいんだけど・・・
「カミナリの電気を貯める技術は、まだ研究中なのです。」
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カミナリが落ちると、モノが壊れてしまうくらいだから、
すごいエネルギーがありそうだと、なんとなく思いますね。
日本では、一年間にたくさんカミナリがおきているのだから、
このカミナリのエネルギーをうまく使うことができないのかなぁと思ってしまいますね。
ちょっと考えてみます。
カミナリは、積乱雲（せきらんうん）の中の、水滴や氷の粒かこすれてできた、マイナスの電気と
地上のプラスの電気が引き合って、無理やり空気の中を電流が流れることでおきます。
電流が流れるということだから、カミナリは電気のエネルギーをもっていると言えそうです。
いったいどのくらいの電気のエネルギーなんでしょうか。
電力中央研究所の資料を調べてみると、
電圧：約1億ボルト
電流：約１０００～約２０万アンペア
と書いてあります。
なんだか、良くわかりませんね。
だいたい、私たちが家庭で１日に使う電気のエネルギーの５０日分くらいになるようです。
５０日分の電気のエネルギーが、ピカッと光った瞬間に地上の向かって放たれるのです。
仮に、1年で1万回カミナリがおきるとして、
その電気のエネルギーを使うことができたら、
５０日分×１００００＝５０００００日分＝５０万日分の
電気のエネルギーを節約できそうです。
カミナリの電気のエネルギーをうまく使えないかというとき、
なにが難しいんでしょうか。
難しい問題は大きく分けて２つあります。
一つ目は、カミナリがいつどこで起きるのかわからないということです。
カミナリがおきる積乱雲（せきらんうん）の下に、避雷針（ひらいしん）を立てると、
カミナリの電気のエネルギーは、電流となって避雷針（ひらいしん）を通ってくるので、
カミナリの電気のエネルギーを集めることはできそうです。
避雷針（ひらいしん）は、高いビルの屋上などに立っている金属の棒です。
高いビルの屋上を良く見てみると、必ず金属の棒が立っています。
避雷針（ひらいしん）の先端は、針の先のようになっていて、
小さいカミナリが少しずつ、ここに落ちるようになっています。
避雷針（ひらいしん）は、小さいカミナリが少しずつ落ちるようにして、
大きな雷がドカンと落ちるのを防いでいるモノなんですね。
避雷針（ひらいしん）をカミナリがおきる積乱雲（せきらんうん）の下に持っていけば、
電流となって避雷針（ひらいしん）を流れるカミナリの電気のエネルギーを
集めることはできそうですが、カミナリがいつどこでおきるか分からないので、
避雷針（ひらいしん）をどこに置いたらいいかが決められないのです。
日本中、避雷針（ひらいしん）だらけになってしまうのも困りものですからね。
２つ目の問題が、避雷針（ひらいしん）を通った電流を電気のエネルギーにして、
大量の貯めておくことが難しいのです。
電気のエネルギーを貯めるモノは、電池またバッテリーといいます。
スマートホンもバッテリーで動いていますね。
でも、たくさん使うと1日で、バッテリーのエネルギーがなくなって充電しなきゃいけなくなりますね。
もっと、たくさんの使えるバッテリーってできないの？と思ってしまいますね。
小さくて、たくさんの電気のエネルギーをためられて、コストが安いバッテリーは
現在研究中が進められています。かなり進歩してきています。
携帯電話が最初に登場したときは、大きなショルダーバックくらいのバッテリーを必要としていました。
それが、今は、手のひらにのるくらいになったんですから、すごいですね。
カミナリの電気のエネルギーを貯めて使うことができたら、発電所で作る電気を節約できそうですね。
まだまだ、難しい課題が残っていますが、困難に立ち向かうあきらめない研究者は、たくさんいます。
今後、何かの大発見があるかもしれません。
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モノはどこまで小さく分解できるの？
原子の中にも、まだ小さい粒が住んでいた
身の回りにあるモノを、細かく分解していくと
最後は一体なにになるのでしょう？
それ以上分解できない最小の粒のことを
素粒子（そりゅうし）と名前がつけられています。
モノを小さく分解していくと、
原子（げんし）になります。
原子（げんし）が、モノを作っているおおもとだと最初は考えられていました。
ところが、
原子をパカッと割ってみることができたのです。
原子をパカッと割ってみると、
原子核（げんしかく）と電子（でんし）があったのです。
電子は、もうそれ以上分解できない粒だと分かりました。
原子核（げんしかく）はというと、更に原子核をパカッと割ってみると、
陽子（ようし）と中性子（ちゅうせいし）がでてきました。
もうこれ以上分解できないだろうと思っていたら、
陽子と中性子をパカッと割ってみることができたのです。
陽子と中性子をパカッと割ってみると、
アップクォークとダウンクォークになります。
アップクォークとダウンクォークは
もうそれ以上分解できない粒で素粒子（そりゅうし）と言われています。
身の回りにあるすべてのものは、もとをたどれば、
すべてこういう素粒子でできているんですね。
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どうして、太陽の光に当たると暖かいの？
太陽の熱エネルギーが光になってやってくる
太陽の光のエネルギーはどこからくるの？
太陽の光が当たると体が熱くなって、
日陰に入ると、涼しくなりますね。
体が熱くなるのだから、太陽の光から何かエネルギーをもらっていそうですね。
それじゃぁ、太陽の光のエネルギーのモトはなんだろう？
太陽は燃えているから？そうですね、当たりです。
もうちょっと、太陽のなかで何がおきているのか考えてみます。
太陽の中には、大量の水素（すいそ）という原子（げんし）の粒が住んでいて、
猛スピードで飛び回っています。
水素（すいそ）は、地球や私たちの体を作っている材料のおおもとのモノです。
太陽の中では、大量の水素（すいそ）の原子（げんし）の粒が
お互いの重力（じゅうりょく）でギュウギュウになって、満員電車状態でいます。
重力（じゅうりょく）は重さがあるモノどうしが引き合う不思議な力です。
ギュウギュウになってくると、
太陽の中の水素（すいそ）の原子（げんし）の粒がお互いにぶつかりあって、
そこの温度が高くなります。
温度が高いところは、熱のエネルギーがたくさんあります。
水素（すいそ）の原子（げんし）の粒が、熱のエネルギーを食べると、
さらに元気になって、猛スピードで飛びまわりはじめます。
そうすると、ギュウギュウになっていた水素（すいそ）の原子（げんし）の粒どうしが
ものすごい勢いで衝突し始めます。そしてまた、温度が高くなっていきます。
そうやって、温度が、数１０００万度を超え始めると、
大事件が起き始めます。
お互いに衝突して、相手を突き飛ばしていた水素（すいそ）の原子（げんし）の粒が、
くっついてしまうのです。
猛烈な勢いで、衝突しあうので、くっついてしまうという大事件が起き始めるのです。
この大事件の世界では、私たちの知っている算数の１＋１＝２となりません。
もうすこし具体的に見てみると、
たとえば、水素（すいそ）の粒の体重を２としたら、
水素（すいそ）の粒と水素（すいそ）の粒がくっついたら、
体重４の新しい何かができそうですね。
私たちの知っている算数では、２＋２＝４です。
ところが、太陽の中の大事件では、２＋２＝３．９７になるのです。
体重２の水素（すいそ）の粒どうしがくっつくと、
体重３．９７の新しい何かができるのです。
０.０３だけ体重が減ってしまいました。
どこへ行っちゃったんでしょうか？
０.０３だけ体重が減った分は、太陽の光のエネルギーにかわってしまったのです。
どのくらいのエネルギーなんでしょうか。
もし、０．０３グラムとして重さの単位を、グラムにして計算すると、
９０トンの石炭を燃やしたときの熱のエネルギーを同じくらいになります。
１トンは、１０００キログラムです。
９０トンの石炭を燃やしたときと同じ熱のエネルギーが、
水素（すいそ）の粒どうしがくっつくという大事件で、
一瞬にして光のエネルギーとして放たれるのです。
太陽の中では、水素（すいそ）の粒が大量にあるので、
この大事件が、あちこちで起きています。
放たれる光のエネルギーも、ものすごい量になります。
太陽から放たれた光のエネルギーは、宇宙を旅して地球まで届きます。
そして、私たちの体に太陽の光があたって、
私たちの体の中で、光のエネルギーが熱のエネルギーにかわって、
熱くなります。
太陽の中で水素（すいそ）の粒が飛び回っていたときの、エネルギーが
太陽の中で熱のエネルギーにかわって、
どんどん高温になって、
水素（すいそ）の粒と水素（すいそ）の粒がくっつくという大事件を起こして
光のエネルギーになって、
宇宙を旅して、地球に届いて、
私たちの体の中で、また熱のエネルギーに戻ったということになりますね。
エネルギーは、いろいろ姿を変えて、宇宙の中に存在しているんですね。
目に見えないエネルギーは、なにか得体が知れなくて不思議ですね。
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どうして、気温35℃は暑いけど、35℃のお風呂はぬるいの？
空気と水では、水が体から熱をたくさん奪っていく
最近は夏になると気温３５℃を記録するところも出てきました。
気温３５℃というと、暑くて、暑くて、もう大変という感じですね。
ところが、お風呂の３５℃というと、ちょっとぬるいなと感じますね。
同じ温度なのに、どうしてか、なんか不思議ですね。
ちょっと考えてみます。
空気は、ちいさいミクロの目でみると、空気分子（ぶんし）という、
目に見えない小さい粒でできています。
水も、ちいさいミクロの目でみると、水分子（ぶんし）という、
目に見えない小さい粒でできています。
空気分子（ぶんし）は、体にぶつかると、体から熱のエネルギーを奪っていきます。
冷たい空気分子（ぶんし）が、体に当たるとたくさんの熱のエネルギーを奪っていきます。
夏のときは、空気分子（ぶんし）が暖かいので、体に当たっても、少ししか熱のエネルギーを奪っていきません。
体は体温を保つために、奪っていかれた熱のエネルギーを埋め合わせるために、
体の内部でエネルギーを作って、体温を維持しています。
夏は、ちょっと、体の中で作られるエネルギーのほうが多くなって、暑く感じてしまうのです。
お風呂に入ったとき、水分子（ぶんし）も、やっぱり、体に当たると熱のエネルギーを奪っていきます。
プールの水ような冷たい水分子（ぶんし）が、体に当たるとたくさんの熱のエネルギーを奪っていきます。
空気分子（ぶんし）と水分子（ぶんし）は、同じサイズの容器の中にある数が違います。
１リットルのなかにある、空気分子（ぶんし）の個数は、約１兆の３００億倍です。
１リットルのなかにある、水分子（ぶんし）の個数は、約１兆の３０兆倍です。
水分子（ぶんし）のほうが、圧倒的にたくさんあります。
（理科のことばでは、密度（みつど）が大きいといいます）
３５℃のお風呂に入ると、たくさんの水分子（ぶんし）が体にぶつかって、
体から熱のエネルギーを奪っていきます。そして、ちょっとぬるいなと感じます。
３５℃空気には、お風呂の水分子（ぶんし）ほどたくさんの空気分子（ぶんし）
体にぶつからないので、体から奪っていく熱のエネルギーも少なくなります。
そして、暑いな、と感じるようになります。
同じ温度でも、暑い、ぬるいと感じるのは、面白いですね。
それが、目に見えないミクロの分子（ぶんし）の仕業とは、なんか驚きですね。
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人工知能は人間の知能とちょっと違うかも
人工知能は人工無能から始まる
最近、よく人工知能とかAI（エーアイ）という言葉を目にしますね。
AI（エーアイ）は、 artificial intelligence の略です。
1955年にはじめて、AIという言葉が誕生しました。
人工知能ってなに？といいうと、これが、簡単そうで、
なかなか明確に答えにくいのです。
広く言えば、「コンピュータを知的に振る舞わせるプログラム」
と言えます。
スマホなどの漢字カナ変換入力、インターネットの検索、
音声認識、質問にこたえる会話なども人工知能と言えてしまいます。
人間の知能とは、ちょっとちがうなあという感じを持たれたのではないでしょうか。
そうなんです。
人工知能は、かならずしも人間の知能を表現することではないのです。
コンピュータの知能について、いろいろ議論がありますが、
1950年にチューリングという人が発表した論文が有名です。
「チャットなどの文字だけの対話によって、
相手が本物の人間かコンピュータか判定できないのならば、コンピュータには知能がある」
この解釈には、いろいろな議論がありますが、
現在もチューリングテストとして知られています。
チューリングテストで知能があるといっても、やはり、コンピュータに人間のような知能があるとは言いがたいと感じられたのではないでしょうか。
そこで、このような対話するコンピュータを、人工無能と呼ぶこともあります。
人工無能は、辞書データベースと対話の入力文から、機械的に応答文を生成しているだけです。
感情も、自意識もないので、”なにも考えていない” のです。
だから、人工無能なのです。
インターネットの発達で、会話辞書データベースがどんどん集まるようになりました。
自動的にデータベースに新しい、会話を登録していくこともできるようにもなってきました。
このため、人工無能が機械的に生成する応答文にもバリエーションが増えました。
これはこれで、会話の言語をコンピュータが学習して知識を獲得したとも見えます。
人工知能を” コンピュータを知的に振る舞わせるプログラム ”とすれば、
この人工無能は、ほとんど人工知能ですね。
最近、マスコミで人工知能が注目され始めたのは、
コンピュータが学習して知識を獲得するプログラムが開発されたためです。
人工無能を学習させれば、あたかも、自ら考えて、会話に応答するように
見せることができるようになります。
人工無能は、 人間の知能を表現することとは限りませんが、
ものすごく役に立つ技術なのですね。
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