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2013年2月

2013年2月27日 (水)

つららで作った氷の城

寒い地域には、よく氷で作ったホテルなどがあります。一般に氷の建物は氷のブロックを積み上げることによって作られます。

しかし、この映像の氷の城は、氷のブロックを使わないで、つらら、つまり氷柱で作られたようです。たくさんの氷柱を重ね合わせて、上から水をかけることによって、作ったそうです。内部はまるで鍾乳洞のようになっています。

Ice Castles

さて、氷の城は青色を呈しています。これは青い光をあてているわけではありません。海に浮かぶ氷山なども、鮮やかで神秘的な青色をしています。どうして、氷が青色を呈するのかについては、別の機会で記事にしようと思います。

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2013年2月21日 (木)

季刊 理科の探検 (RikaTan) 2013年 春号(3~5月号) #rikatan

観る・知る・遊ぶ-理科の楽しさを実感!

新装季刊「理科の探検」第5号2013年春号が2月26日に発売されます。月刊RikaTanと比べて、ページ数を約50%増しの144ページ充実した内容をお楽しみください。

今月号の第1特集は「光と色のふしぎ」、第2特集は「身近な植物のくらし」です。

出版社: 文理; 季刊版 (2013/2/26)
ASIN: B00BC06H4A
発売日: 2013/2/26

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目次

特集1 光と色の不思議

  • こんな虹を見たことがありますか? 武田 康男
  • 海はなぜ青いの?  一色 健司
  • ものの色の見え方を調べてみよう  岡村 富博
  • ニュートンのプリズム実験を追試する  桑嶋 幹
  • カラフルな色、まぜると白くなる? 稲山 ますみ
  • シャボン玉から貝殻までの干渉による虹色 小川 智久
  • 青空と夕日をつくる実験  船田 智史
  • 簡易分光キットで光を分解!! 齋藤 弘一郎
  • 光と色について、これだけは知っておきたい 左巻 健男
  • ものが見えるしくみの探究史 古代から現代へ 木色 泰樹
  • かんたん万華鏡 横内 正
  • 日光写真を撮ろう 横須賀 篤
  • 本格的(?)なピンホール写真に挑戦! 大川 祐輔
  • 虫めがねやフレネルレンズで光を集める 加藤 一義
  • LED を使って発電しよう 大島 修
  • かんたん光通信 舩田 優
  • わいわい実験室から わいわい実験で虹をつくる/ 回折シート 福武 剛・舩田 優

特集2 身近な植物のくらし

  • 身近な植物のくらし 岩槻 秀明
  • 早春を彩る草花 ~身近な花に隠されたひみつ~ 保谷 彰彦
  • 彼岸花の一年 谷本 泰正
  • シダ植物のくらし 寄木 康彦
  • 日本人が大好きなコケの生活 青野 裕幸

連載

  • フロンティアショット 女子の悩み“ たるみ” を無くせ! 木原 久美子
  • また、はれときどきカメ 【第4回】    林本 ひろみ
  • ニッポン野生生物リサーチ戦隊【第四話】    里中 遊歩
  • まんが「科学すごろく」 第一回   野呂 和史
  • 極めてデジフォト 第10 回 楽して自然観察&自動撮影  池田 圭一
  • ちょい悪おやじの生物学 第四回 ホームセンターでSPF   青野 裕幸
  • 散歩道で感じる 日本の四季   岩槻 秀明
  • ねぼすけさんとだぶさんの鉱物を探しに行こう!   田中 陵二
  • サイエンスカフェへようこそ   さかさパンダ
  • 四季のねじ 春のねじ      門田 和雄
  • 黒ラブ教授のたまごかけごはん    ヽ(´▽`)/  黒ラブ教授
  • 数楽しよう!~エッシャーシンメトリーの世界~     岡田 晃次
  • はいまん彩  川端 一生
  • 科学だけでは解けません! 第四回 減量という神話(1)  みわ よしこ
  • リカ先生の10分サイエンス(55)  最終回 科学とこれからの私たち 田崎 晴明/田崎 真理子
  • Science4you 光とエーテルの矛盾を考える   桑嶋 幹
  • 話題の動物たち     第4回 ジャイアントパンダ  今泉 忠明
  • RikaTanプラネタリウム ~春の夜空から“ しし座の物語”  小野 夏子
  • 妄想似非科学 #4  佐藤 実
  • ブレッドボードで遊ぶ電気と電子回路 第4回 点滅を繰り返すLED    福武 剛
  • MISSION:SEMPOSSIBLE「研磨剤で歯がピンチ?」   加藤 琢也
  • 数多あるもう一つの未来-SFが予言した世界-  第4回  大西 光代

シリーズ連載

  • 中学入試をたのしもう
     物理・化学 中学入試と化学の知識 蔵之上 義史
     生物・地学 ミツバチのダンスをたのしもう 玉野 真路
  • やってみよう 実験・ものづくり
     食品添加物  くられ
     おうちでできる「自分のDNA を見てみよう!」 田中 一樹
  • たのしい理科と自然の小話
     植物と菌類の仁義なき共生関係 竹本 周平
     トイレになった食虫植物!? 石塚 正純
     ソウ類は植物ではないの? 棟方 良
     脂肪の消化について 松本 忠和
     糖の甘みを感じてみよう 小沼 順子
  • 一生に一度は行きたい自然・科学スポット
     小笠原父島でザトウクジラウォッチング 左巻 健男
      鶴と亀を訪ねて、「コウノトリの郷」と「玄武洞」 久米 宗男
     だるま朝日 松島 文子
     種差海岸の植物 井上 貫之
  • 編集長エッセイ 左巻 健男
  • RikaTan読書室 吉田 のりまき
  • RikaTan広場  井上 秀喜/松井 真由美

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2013年2月16日 (土)

ロシアに落下した隕石 (まとめ映像)

米航空宇宙局(NASA)によると、15日にロシア南部チェリャビンスク州に落下した隕石は、大気圏突入前で直径15メートル、質量7千トンだったようです。この隕石は火星と木星の間に存在する小惑星帯から飛来してきたものと考えられています。

大気圏突入時の隕石の速度は毎秒約18キロメートル(=毎秒18000メートル)だったようです。音速を340メートルとして計算すると、なんとマッハ53もの速さです。物体の速さが音速を超えると、空気急激にが圧縮され、空気の振動が波として伝わります。その波を衝撃波と言います。

隕石は高度25キロメートル当たりで大爆発しましが、TNT爆弾で300キロトンのエネルギーが衝撃波として伝わったと考えられています。いかに甚大な被害が出たかわかります。

多くの人が負傷しましたが、不幸中の幸いは死者が出なかったことです。隕石が落下した場所が湖だったのが良かったのでしょう。

Meteorite

どなたかがまとめ映像をYouTubeにアップしてくれていますが、これを見ると本当にすごいです。爆発音が入った映像もあります。

昔とは違って、現在は普段からカメラを持った多くの人がいて、ドライブレコーダなどカメラを搭載した自動車がたくさん走り、いたるところに監視カメラがあります。現在だからこそ決定的な瞬間が映像が撮影され、瞬時に世界中に配信されたわけです。情報社会は10年前より確実に進化しています。

ロシアに隕石が落下する瞬間のまとめ動画 Meteorite Falls In Russia urals

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2013年2月14日 (木)

リニアモーターカーはどうやって走る?

リニアモーターカーとは

 新幹線の「のぞみ号」の速度はおよそ時速270km。東京と新大阪の間なら2時間30分で着いてしまうスピードです。しかし、この新幹線が開通する2年前に、新幹線よりもっと速いスピードが出る超高速鉄道の実現をめざした研究がスタートしていました。その鉄道がリニアモーターカーです。普通の電車は鉄のレールの上を鉄の車輪を転がして走るため、速度が早くなると車輪が滑ってスピードを上げることができません。そこでリニアモーターカーでは車体を浮かせて走らせることが考えられました。そして、その基本的なアイデアとなったのが磁石の性質だったのです。

山梨リニア実験線

どんな磁石で車体を浮きあがせるのか

 磁石はN極とS極を近づけるとくっつき、同じ極を近づけると反発します。リニアモーターカーの研究者たちは、この磁石の性質を使えば車体を持ち上げて走らせることことができると考えました。しかし、リニアモーターカーは車体を軽くする工夫はされていますが、普通の磁石で持ち上げることができる重さではありません。そのため電磁石を用いることが考えられました。 電磁石は鉄の棒に銅線を巻いたものです。この巻き線(コイル)に電流を流すとコイルが磁石になります。電流の向きを変えると電磁石のN極とS極が変わります。磁石の強さは電流を大きくするほど、コイルの巻き数を増やすほど大きくなります。ところが電熱線に電流を流すと発熱するように、コイルに大きな電流を流すと発熱してしまい、車体を浮かせるような強い磁石を得ることができません。そこで、大きな電流を流しても発熱しないコイルを使った超電導磁石という特殊な磁石が使われます。

リニアモーターカーのしくみ

 リニアモーターカーはこの超電導磁石を使って地上から約10センチメートル浮いて走ります。 図1のように、リニアモーターカーにはレールがありません。ガイドウェイと呼ばれる通り道に、車体を浮上させるための浮上・案内コイル、車体を走らせるための推進コイルが取り付けられています。

 コイルと磁石の間には、コイルのそばで磁石をすばやく動かすか、磁石のそばでコイルを動かすと電流が流れるという性質があります。

 超電導磁石を取り付けた車体が高速でガイドウェイを移動すると、浮上・案内コイルに電流が流れ電磁石となります。このとき浮上・案内コイルと超電導磁石との間に、N極とS極が引き合って車体を引き上げる力と同じ極同士が反発して車体を押し上げる力が起きて車体が浮き上がります。

Photo

  推進コイルに電流を流すとコイルが電磁石となり、コイルと車体の超電導磁石との間にN極とS極の引き合う力と、同じ極どうしが反発する力が起きて車体が進みます。

 Photo_2

 リニアモーターカーは最初は車輪で走り始め、時速200Kmになると磁石の力が大きくなって車体が浮き上がります。

 リニアモーターカーは現在山梨県で実用化に向けて実験が繰り返されています。リニアモーターカーの最高速度は550Km、実現すれば東京-大阪間を約一時間で結ぶ夢の超特急になります。

時速501キロ体験!リニアモーターカー車内映像 !

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2013年2月 8日 (金)

水中に拡散するインク

インクを1滴、水中に落とす。誰もが一度はやったことがあるでしょう。しかし、インクが広がる様子をここまで詳細に見たことがある人はいないかもしれません。

Drop

水の中にインクを1滴落とすと、インクが次第に拡散していきます。この映像はその様子を撮影したものです。この映像は4 k(4096x2304)の解像度でハイスピードで撮影されているため、インクが拡散していく様子や、異なる色のインク同士が混じり合う様子が非常によくわかります。

INK DROPS 4K (ULTRA HD)

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2013年2月 7日 (木)

虹色の光を放つクシクラゲ 

先日、稲妻のような光を放つウコンハネガイという貝を紹介しましたが、今日は虹のような光を放つクシクラゲの仲間を紹介します。クシクラゲは、名前にクラゲがつきますが、クラゲの仲間ではなく、有櫛動物です。

Photo

このクシクラゲはオーストラリアのタスマニア島で発見された新種の有櫛動物です。足の部分に繊毛が生えているのですが、この部分が虹色に光ります。ウコンハネガイと同様、このクシクラゲは自ら発光しているわけではありません。繊毛が光を反射しているだけです。光が色づいているのは、繊毛によって、光の回折と干渉が生じているためでしょう。つまり、CDやDVDなどの表面が虹色に見える仕組みと同じです。しかも、繊毛が動いているので、色がつぎつぎと変化し、とても綺麗に見えます。

最近は手軽に海中で動画を撮影できるようになっているため、こうした新種が見つかりやすくなっています。

The Lovely Lobed Comb Jelly

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2013年2月 6日 (水)

稲妻を放つ貝 ウコンハネガイ

 南の海の珊瑚礁に生息しているウコンハネガイが真っ白な貝殻に真っ赤な触手をもつまるで綺麗な花のような姿をしたカイです。

Photo

 しかし、ウコンハネガイの最大の特徴は、次の映像で示すように、外套膜がまるで稲妻が走るかのように青白く光るということです。

 ウコンハネガイは、青白く光るといっても、自ら発光しているわけではありません。外套膜に光をよく反射する細胞があり、この細胞が反射する光が稲妻のように見えるのです。どのような仕組みで稲妻のように光を反射するのかは未だ解明されていないようです。

 自ら光を出すわけではありませんから、光を当てないと稲妻の光は見えません。光が当たると、自分の位置を知らせてしまうことになります。

 真っ暗な海中の中で、この細胞がどのような役割を果たしているのかも、よくわかっていないようですが、光のショーでダイバーたちを楽しませているのは間違いないようです。

こちらは新江ノ島水族館に展示されている個体の映像です。

海のクリスマス - Christmas of the sea

こちらは沖繩美ら海水族館に展示されている個体の映像です。

ウコンハネガイ

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2013年2月 3日 (日)

シリンドリカルレンズの原理と仕組み

 牛乳びんは円筒のような形をしていますが、水を入れると光を屈折します。次の写真のように、牛乳びんを縦置きにして文字を見ると、文字が左右がひっくり返って見えます。牛乳びんを横置きにして文字を見ると、文字の上下がひっくり返って見えます。

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 次の図のように円柱の側面の一部を切り出した形をしたレンズをシリンドリカルレンズといいます。シリンドリカルは「円柱状の」という意味です。普通の球面レンズはどこを切り出しても断面に曲面がありますが、シリンドリカルレンズは曲面をもつ断面と、曲面を持たない断面があります。

Photo

 球面レンズに入る光軸と平行な光はレンズのどの部分を通っても次の図の(A)のように焦点に集光しますが、シリンドリカルレンズの円柱面に入る光軸と平行な光は直線上に集光します。

Photo_2

 シリンドリカルレンズを使うと、次の写真のように直線上に並んだ細かい文字などを拡大して読み取ることができます。

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 シリンドリカルレンズはレーザープリンター、コピー機、バーコードのスキャニング、ホログラフィー装置、レーザー投影機などに使われています。

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