部屋のライト、冷蔵庫、電子レンジ、スマホ、パソコン・・・。
生活に欠かせない電気製品にはみんな電気が流れていますね。
その「電」気の「流」れを『電流(でんりゅう)』と言いますよ。
でも、電流は目に見えないので、何だかイメージしづらいですね。
コンセントに電源コードをさすと、照明が点いたり電気製品が動いたりします。
そこではじめて、「電流が流れてるなー」と思いますよね。
よく考えると謎が多い電流。
物理学的には、その目に見えない正体も大きさの求め方もちゃんと分かっているんですよ。
物質同士をこすり合わせると、静電気(せいでんき)が起きますね。
正負どちらの電気を帯びやすいか、は物質によって違うのでした。
もっと正確に言うと、温度や湿度、こすり合わせるものの形や表面状態によっても、ちょっと変わってきますよ。
では、この物質が帯電(たいでん)しているのか、帯電しているなら正負どちらなのか調べるには、どうしたら良いのでしょうか？
簡単に調べるための装置が、『箔検電器(はくけんでんき)』です。
中学理科でも、少し習いましたね。
物質を近づけると、2枚の箔が開閉するのです。
それを見れば、物質が帯電しているか、正負どちらに帯電しているか、簡単に分かってしまいますよ。
ただし、うまく使うには、『箔検電器』の原理をよく知っておく必要がありますね。
静電気(せいでんき)が発生する仕組みは、こちらでお話しましたね。
髪の毛を下敷きでこすると、髪の毛から下敷きに電気が移動します。
髪の毛は正に帯電(たいでん)し、下敷きは負に帯電するので、引きつけ合うわけですね。
物体同士を直接こすり合わせて、2つの物体を帯電させたから、引きつけ合うのでした。
あれ？ちょっと待ってください。
セーターで下敷きをこすって帯電させた後、髪の毛に近づけたら逆立ちますよね。
髪の毛は電気的に中性で帯電していないし、下敷きと直接くっついていませんよ。
なぜ髪の毛は下敷きに引き寄せられてくるのでしょうね？
タネも仕掛けもちゃんとありますよ。
それを理解するポイントが、『静電誘導(せいでんゆうどう)』と『誘電分極(ゆうでんぶんきょく)』と呼ばれる現象なんですね。
現代の人間の生活には、電気が欠かせませんね。
冷蔵庫、テレビ、洗濯機、パソコン、スマートフォンなどなど・・・。
電化製品があるから、便利な生活を営むことができますよね。
電化製品は、充電したりコンセントにつないだりして使います。
ですから、電気を通しやすい物質でできているはずですね。
でも、スマートフォンや冷蔵庫を触っても感電しないのはなぜでしょう？
それは、人間が触る部分を、電気を通しにくい物質でカバーしているからなのですね。
身の周りには大きく分けて、「電気を通しやすい物質」と「電気を通しにくい物質」があります。
小中学校の理科でも、「金属は電気をよく通す！」とか「ゴムは電気を通さない！」とか調べましたね。
科学の世界では、「電気を通しやすい物質」を『導体(どうたい)』、「電気を通しにくい物質」を『不導体(ふどうたい)』と言いますよ。
ところで、電気を「通しやすい」と「通しにくい」物質って、何が違うのでしょうか？
また、物質をつくっている原子(げんし)の構造まで戻ってみましょうか。
原子は、正の電気を帯びた原子核(げんしかく)と負の電気を帯びた電子(でんし)でできています。
電気つながりで何か分かりそうですよ。
『静電気(せいでんき)』と聞いて、あなたは何を思い浮かべますか？
毛糸のセーターを脱ぐときにパチパチッとくるあの感じですか？
あれは痛いし、何よりビックリします！
それとも、下敷きで頭をこすって、髪の毛を逆立てて遊んだ小学校での思い出ですか？
私もよくやってましたけど、楽しいですよね。
実は、静電気が関係する現象や装置はたくさんあるんですよ。
ピカッゴロゴロ・・・とくる雷、
スマートフォンやゲームなどのメモリーカード、
学校やコンビニに置いてあるコピー機、
花粉の季節に大活躍するマスクや空気清浄機、
エレベーターやスマートフォンのタッチパネル、
などなど・・・・・・
人間の生活にとても役立っているんですね！
それは、科学者たちが、電気の正体や静電気が発生する仕組みを解明したからなのです。
では、『静電気』が発生する仕組みについて詳しく見ていきましょう。
健康診断で使われているX(エックス)線など、放射線は色々な測定や検査、治療などに使われていますね。
放射性物質の原子核が崩壊して、より安定な原子核に変身するとき、放射線が放出されるのでした。
放射性物質の原子核の崩壊のことを、『放射性崩壊(ほうしゃせいほうかい)』と言います。
放射線にも種類があったように、放射性崩壊もその仕組みによって種類があるんですよ。
考古学では、放射性崩壊の特徴である『半減期(はんげんき)』という時間を使って、古代の遺跡や遺物の年代を調べています。
どうして、そんなことができるのでしょう？
では、『放射性崩壊』と『半減期』について見ていきましょう。
『放射線(ほうしゃせん)』や『放射能(ほうしゃのう)』という言葉、一度は聞いたことがありますよね。
放射線って、一体どんなものなんでしょう？
目に見えないので、よく分かりませんね。
自然界には、昔から色々な放射線があったのです。
でも、人間が放射線の存在を知ったのは1890年代のこと。
ドイツの物理学者レントゲンが放射線の1種であるX(エックス)線を発見して、第1回ノーベル物理学賞(1901年)を受賞しました。
健康診断のレントゲンでおなじみですね。
それから、フランスの物理学者ベクレルがウラン鉱石から出ている放射線を発見し、キュリー夫妻がラジウムとポロニウムから放射線が出ていることを発見しました。
その後も大勢の科学者が放射線の研究を続けて、様々な測定や検査、治療などに応用されるようになったわけです。
ところで、『放射線』と『放射能』という言葉の区別はついていますか？
これから、『放射線』の種類や『放射能』との違いなどを詳しく見ていきましょう。
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世の中のあらゆるものは、『原子(げんし)』というとっても小さい粒々からできています。
私たち人間も、毎日食べているご飯も、机も、パソコンやスマホも、全部この原子が集まったものなんですよ。
自然界にあるものは、一体何からできているんだろう？という疑問は、科学者たちを悩ませてきました。
そして、原子というとても小さな粒々でできている、という結論が出たわけです。
すると今度は、「あらゆるものが原子でできているなら、原子は何でできているんだろう？」という疑問がわいてきたのですね。
大勢の科学者が、長い時間をかけて研究を重ね、色々な原子構造モデルを発表しました。
「原子は陽子(ようし)・中性子(ちゅうせいし)・電子(でんし)からできている」
という話は、学校で習ったり科学の本で読んだりして、知っている人も多いでしょう。
この原子構造が分かってから、実はまだ100年も経っていないんですよ。
そうそう、『原子』と『元素(げんそ)』はごっちゃになりやすいので気をつけましょうね。
『原子』は物質をつくっている小さな粒々のことで、「水素原子」とか「酸素原子」には実体があります。
『元素』は、原子の種類名のことなんですよ。
「水素原子」や「酸素原子」のように、「〇〇原子」の〇〇には原子の種類名が入りますね。
この〇〇が『元素』なんです。
それでは、科学者たちがようやく解き明かした「原子の構造」について、詳しく見ていきましょう。
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Dr.あゆみです。
物理が大好きで、大学で物理学を専攻し、博士(理学)の学位を持っています。
塾講師のアルバイトを5年間経験し、物理や数学を教えていたこともありますよ。
物理の楽しさを伝えたいなと思い、「高校レベルの物理をビジュアルでわかりやすく」解説したブログを作りました。
・物理現象のイメージ
・物理の基本原理
・問題を解くときの考え方
を丁寧に伝えていきますね。
今、物理が分からなくて困っているあなたも、もう一度物理を勉強し直したいあなたも、きっと物理が好きになりますよ。
あなたのお役に立ちますように。
