親子でサイエンス

大変うれしい、日本人として誇りに思えるニュースです。
　日本人の赤崎教授(名城大)、天野教授(名古屋大)、中村教授(米カリフォルニア大)の３氏が、ノーベル物理学賞を受賞されました。実用的な青色ＬＥＤの開発が受賞の理由です。エジソンの電球の発明に匹敵する成果だともいわれています。
　では、なぜ青色ＬＥＤの発明がこれほど高く評価されたのでしょうか？
　目に見える範囲の光(可視光線といわれます)は、波長により色が異なります。人工的にさまざまな色を作り出すには、赤・緑・青のいわゆる「光の３原色」が必要です。赤と緑のＬＥＤは早くから作り出されていたのですが、青色ＬＥＤはかなり困難といわれていたようです。この３色がそろったことにより、その組み合わせですべての色が作り出せるようになったため、ディスプレイなどもＬＥＤが利用できるようになりました。また、青色ＬＥＤからは白色光をつくることができるため、低電力で長寿命の照明器具が可能になりました。さらにこの技術は、青色は波長が短いためＤＶＤより高性能なブルーレイディスクにも応用されているそうです。
　私たちが消費する電力の２割以上は照明だそうです。これがＬＥＤに替えられれば、その電力は大きく減らすことができることになります。エジソンのおかげで20世紀が電灯で照らされたように、21世紀はＬＥＤが環境にも優しく私たちの生活を豊かにしてくれる時代になりそうです。

秋の行楽シーズンのまっただ中、衝撃のニュースが入ってきました。
　私たち中部地方の住民には、たいへんなじみの深い「御嶽山（おんたけさん／標高3067ｍ）」が突然噴火しました。今のところ、前ぶれらしき現象は特になく、予測は困難だったようです。日本が、この小さな国土に世界の活火山の７％が集中する「火山国」であることを改めて思い知らされます。
　今回の噴火は「水蒸気噴火」である可能性が高いといわれています。「水蒸気噴火」とは、地下のマグマが直接噴出するのではなく、マグマの熱によって熱せられた地下水が、高温の水蒸気となって噴出する現象です。
　ご存じの通り、水が熱せられると100℃で沸とうし、条件にもよりますが体積は1000倍以上になります。ところがマグマに熱せられた地下水は、地下に閉じこめられているため体積が大きくなることができません。その結果非常に高い圧力になり、それが岩盤の弱いところで一気に膨張して岩盤を突き破り、爆発し噴火するのです。
　また今後注意が必要なのは、降り積もった火山灰が雨によって流される「土石流」の発生です。火山灰は、わかりやすくいえば溶岩の「しぶき」が冷えて固まったものです。ですから「灰」といっても細かな岩石の粒です。これが雨水に混ざると、とても大きな力でさまざまなものを押し流します。
　水によって生じる「浮力」は、水中にある物体と同じ体積の水の重さの分だけはたらくので、水の重さが重ければ重いほど、それだけ浮力も大きくなります。真水より海水の方が体が浮くのもそのせいです。土石流は、大量の土砂を含むことで水の密度が増し、浮力が大きくなった分、大きなものも簡単に押し流してしまうのです。橋や建物が流されてしまうのはそのせいです。
　今回の噴火で何人もの方が亡くなり、また依然安否の不明な方が多数あります。亡くなられた方のご冥福をお祈りするとともに、連絡がとれない方々が１日、いえ１分１秒でも早く無事に救出されることを心より願っています。

もうすぐ「中秋の名月」ですね。今年は９月８日がそれにあたります。
　旧暦では８～10月が秋にあたるため、その真ん中である９月が「中秋」となります。旧暦では月の満ち欠けによって日付が決まり、毎月１５日は満月(現実には多少ズレがありますが)です。特に８月１５日に見られる満月が「中秋の名月」となるわけです。ちょうど暑かった夏が終わり、夜風が心地の良い季節に月を愛(め)でる習慣と、秋の実りを祝うお祭りが重なったそうです。
　月の模様は、よく「うさぎの餅つき」に見えるといわれますが、これはこの季節に限ったことではありません。実は月は年中同じ面を地球に向けています。つまり１年間いつ満月を見ても「うさぎの餅つき」がみえることになります。月の裏側は、ロケットで月を回ってこない限り見ることはできません。これはなぜでしょう？
　どうやら、月の内部のつくりに関係があり、重心がかたよっているためと考えられます。ふつう天体は、内部にいくほど重い物質でできています。月は、地球との間の重力によって引っ張られながら地球の周りを回っていますが、月の内部の重い物質でできている部分が、中心からずれているため、常にその重い側が地球に向いているようです。その結果、地球から見える姿と裏側とでは、月の表面の様子は全然違います。
　月がどのようにできたかは、まだいろいろな説があります。しかし、惑星を回る衛星としてはかなり大きいことや、重心がずれていることなどから、特別なでき方をしたと考えられています。そのうちにはもっと簡単に月と行き来ができるようになって、直接月にいって内部構造を調査することもできるかもしれませんし、私たちのような一般の人々も「ちょっと月旅行へ...」なんて時代が来るかもしれませんね。実際月までは行けなくても、大気圏を脱出して宇宙空間まで行って帰ってくるくらいの旅行はすでに可能になっています。ご興味のある方は是非！

今日は七夕です。それにちなんで、夏の夜空の星たちについてのお話です。
　「夏の大三角」という名前を聞いたことがあるでしょう。これからの季節にちょうど天頂（空のてっぺん）あたりに３つの１等星、はくちょう座の「デネブ」、わし座の「アルタイル」、こと座の「ベガ」が大きな三角形を作っています。実は、夏に観察できる１等星は多くはなく、逆にこの３つがよく目立ちます。ご存じのように、アルタイルは「彦星」。ベガ「がおりひめ星」とよばれ、七夕の主役です。はくちょう座は２人が「天の川」を渡るための橋になってくれています。
　しかし、私たちが１等星と呼んでいる星たちは、みんな同じように見えるわけではいません。まず同じ１等星でも明るさが違います。正確には、デネブは1.3等星、アルタイルは0.8等星、ベガはちょうど0.0等星です。
　なぜ「小数」で表されるのでしょう？
　最初、古代ギリシャ時代には１等星から６等星の６段階だけで分類されていました。もちろん、その当時に明るさを正確に計ることはできませんでしたから、「最も明るい星」たちを１等星、「肉眼で見える最も暗い星」たちを６等星と分類しました。その後19世紀になって、科学の進歩により星の明るさをきちんと測定できるようになりました。そうして比べてみると、１等星が６等星より100倍明るいことがわかったため、６等星から１等星まで５段階（等級）あがると100倍の明るさになるように、きちんと計算で求めることができるようになったのです。その結果、同じ１等星でも明るさの違いを、小数で細かく表すことができるようになりました。
　この方法だと、ちょうど１.0等星より明るい星は、等級が１より小さくなるだけでなく、マイナスも使って表すことになります。最も明るく見える星は、冬オリオン座の近くに見えるおおいぬ座の「シリウス」で、－1.5等星です。太陽はなんと－26.7等星ということになります。
　では、１等級明るくなると、何倍明るいのでしょうか。
　「５等級で100倍明るいんだから、100÷５＝20倍？」
　いいえ、違います。５段階で100倍、つまりX×X×X×X×X＝Xの５乗(Xを５回かけ算します)＝100倍なので、X＝約2.5倍です。電卓で2.5×2.5×2.5×2.5×2.5を計算してみましょう。97.65･･･倍になり、およそ100倍になることがわかります（詳しいとは、高校生になってから指数・対数の勉強をするとわかります！）。
　明るさの他にも、実は「色」も様々です。それについては、また別の機会に紹介します。
　残念ながら、七夕の時期は梅雨の真っ最中のため、星座の観察には不向きです。梅雨が明けたらぜひ「明るさの違い」にも注意して、星空を眺めてみてください。

今回は少し趣向を変えたご案内です。
　スマートフォン、いわゆるスマホの普及率が50％を越えたそうです。身近な人たちを見ると、もっと高い割合で利用しているようにも感じます。
　昨日Yahoo！ニュースでおもしろい商品が紹介されていました。商品名は『Leye(エルアイ)』といいます。なんと、スマホのカメラに附属のプレパラート(試料板)を乗せると、最大100倍程度に拡大して画面で見ることができるというも代物です。
　100倍の倍率があれば、少なくともゾウリムシやアメーバ、植物の花粉など、教科書などで紹介されるような微生物や動植物の組織はほぼ観察可能です。お子さんと一緒に観察すれば、ミクロの世界が身近に感じること間違いなし！装置は特に大げさなものではありませんし、お値段もお手軽(4,000円弱)です。もちろん静止画・動画撮影も思いのまま。FacebookやTwitterへの発信もカンタンなので、友だちや世界中の人々ともリアルタイムで感動をシェアできます。
　今のところ取り扱っている店舗は限られるようですが、インターネットからも購入可能のようです。興味のある方は、「leye」で検索してみてください。
　さあ、私も購入！と早速通販サイトをチェックしたら、もはや「在庫なし」!?
　しばらく手に入らないかもしれませんね...