番号 03B-001 送信日 03/02/01 差出人 林 正幸
件名 アドバンスド科学講座（仮称）の報告（その３）
こんばんは、林まさです。
昨日、アドバンスド科学講座（仮称）の打ち合わせをしました。今回は講座案が３つ出てきました。
林ひろ「測定から学ぶシリーズ」（前回に続けて）
飯田 「手づくり楽器を工夫して音と振動の謎にせまる」
川田 「モーターのいろいろ〜君もモーターに挑戦してみよう〜」
そんなわけで話し合いは大きく進みました。
実務面では科学館内での打ち合わせから
（１）小中の延長のサイエンスクラブでなく、独立の、たとえば表題のような名称で呼びかける。
（２）受講料は１人１２０００円くらいか。
（３）次回は日程を具体化してポスターづくりに入りたい。
これに対して予算は、高校生が参加する気になれるためには、やはり１人６０００円（１回１０００円）くらいで組みたい。講師料は１回２０００円（交通費代わり）で行こう。事務費が１人１５００円かかるが、そうすれば３０００円あまりを材料費にまわせる。それに自分が必要とする材料代は高校生の自費とすればよい。機器類はできるだけ借りるようにする。
その他に
（１）科学館内でボランティアとして活動できる体制を確保する。
（２）会場問題を含め、引き続き大学の参加・協力を要請していく。
（３）実質の募集は知り合いの先生に呼びかけてもらう。
ことなどを話し合いました。
次回の打ち合わせ
２月２１日（金）１８；３０〜
名古屋市科学館の学芸員室（１階）（飛行機の近くの守衛室から入る）
その後は予定通りに飲みに行ったのですが、その中で話したことを書いておきたいと思います。時間を見つけて岩波新書の「地球環境報告」と「地球環境報告U」（こちらだけもＯＫ）を読みました。それによると自然破壊の深刻さは想像を超えています。それは石油が枯渇するといった「遠い」将来のことではなく、森林破壊、農地の荒廃・砂漠化、漁業資源の枯渇など本来再生可能な資源の問題が急速に悪化しており、人類がそれに手を打つ猶予は２０年ほどしかない、と言うことです。このような経済・環境問題を真剣に考えて行く必要があります。そんな勉強会をつくれないでしょうか。
ではまた。
番号 03B-002 送信日 03/02/05 差出人 田中 英二
件名 ＥＨＣ事務局グループの皆さんへ
お元気でお過ごしでしょうか。
いま、進路の決まった理系のＧ君が、Ｈ８／４０５２Ｆマルチ計測器に大変興味を示して、毎日のように物理室に来て、私の助手のように計測器を制作しています。いま、Ｇ君のを入れて、３台制作を始めました。今日やっと４枚のプリント基板が出来たのでこれから、穴あけ、部品の取り付けとアルミケースの加工という順に進む予定でいます。この調子でゆけば、２月２３日（日）に決定版をお見せできると思います。楽しみにしていてください。
番号 03B-003 送信日 03/02/06 差出人 前田 茂穂
件名 実験と遊びの報告
１．放物面鏡２枚を使って音でロ−ソクの炎を消すにチャレンジ（約１ヶ月の遊び）
爆竹では爆発地点の不正確さがでて１／１００の確率でしか炎を消せませんでした。爆竹１２００発の浪費。スタ−タ−ピストルを使用して放物面鏡２枚の間隔を２．１ｍ離して見事に成功。
２．積算電力計で遊ぼう（約１週間の遊び）
積算電力計のメ−タ−を正回転、逆回転、はたまた、電力を使用しているのにメ−タ−が動かない方法などを発見しました。中電に怒られるかな。
３．波の干渉説明機（約４日間の遊び）
波板トタンを止めるスポンジを利用して黒板演示ように作ってみました。カラフルな仕上がりです。
４．ドプラ−効果の改良（約１週間の遊び）
以前物理サ−クルで発表したものをピストン方式から単振動方式に変えました。畳１畳から半畳になりました。
５．波の模型（約２週間の遊び）
偏心カム２７個を使って波の模型を制作中です。面識は畳半畳、高さ８０ｃｍ、重さ３０ｋｇＷになってしまいました。２と１／４波長の波がみれます。
ではでは・・・暇な二月の男より
番号 03B-004 送信日 03/02/08 差出人 林 正幸
件名 化学反応はエネルギー的に安定になるように進む？
おはよう、林まさです。
最近大学生からメールで次の質問があり、以下のように返事を書きました。これはかなり重要な問題を含んでいると考え、ホームページを転載する形で紹介してみます。これをめぐって、意見交換ができないでしょうか。
ではまた。
ｑ０３−００５
化学反応はエネルギー的に安定になるように進む？
質 問
ホームページ大変興味深く読ませていただいています。今回はじめてメールさせていただきます。大学生（２０）です。
現在私は高校生に家庭教師で化学を教えているのですが、「水素と酸素に火をつけて水ができるのに、水に火をつけても水素と酸素にならないのは何故か」という質問をされ、エネルギー的に安定になるように化学反応が進んでいくからという説明を、エネルギー変化グラフと活性化エネルギーをつかって説明したのですが解ってもらえないのです。
どうやらエネルギーのことがうまくイメージできないようなのです。「エネルギーとはなんだ？」と聞かれ、高校生にどこまで説明していいものか、また自分も漠然と理解しているつもりでいたのですがうまく言葉にすることができなくて困っています。
なにかいい説明、またはそのことが理解しやすく載っている文献などを教えていただけないでしょうか？
説 明
「自然はエネルギーが低い方へ変化する、あるいはエネルギー的に安定になる。」といった説明が当たり前のようになされます。しかしこれは実に曖昧な表現で、誤解を生んでいると思います。考えてみてください。やかんに水を入れてガスレンジで加熱する。いったい水はエネルギーが低い方へ変化するのでしょうか。
この種の問題を考える基礎は、対象を系と環境に整理することです。やかんの中の水のように注目する部分を系と呼び、火がついたガスレンジのようにその周囲の部分を環境（こちらは別の表現も使われます）と呼びます。そして系が環境によってどのように変化するかを考えるのです。
環境が系からエネルギーを奪うときには、系はエネルギーが低い方へ変化します。ガスレンジの火を消すと、やかんの中の水はエネルギーが低い方に変化します、つまり温度が常温まで下がります。逆に環境が系にエネルギーを与えるときには、上の湯を沸かす例になります。また環境が常温であっても、冷凍庫から氷を取り出してコップに入れれば、環境はエネルギーを与え、系はそれを得るわけです。エネルギー保存の法則が成立するので、わけもなく自然がエネルギーが低い方に変化するなどというのはもともと変な説明です。
化学平衡の世界ではルシャトリエの原理は、たとえば「温度を高くすると平衡はその影響を和らげるように移動する」と言います。これは温度を高くすると、平衡は吸熱反応の向きに移動することです。そして考えてみると、温度を高くすることは系に熱エネルギーを与えるわけですから、より内部エネルギーが大きい物質が増加する向きに変化するのは当然のことです。
物理ではよくボールが谷底に転がり落ちて安定化する例が出てきます。それは摩擦がありそれによって環境である斜面がエネルギーを奪うからこそ、系であるボールの位置エネルギーは小さくなるわけです。それが摩擦がない斜面であったら（厳密には空気の抵抗も無かったら）どうでしょう。ボールは振動し、エネルギーが低い方へ変化するとは言えません。
また化学では原子核のまわりの電子はエネルギーが一番低い基底状態にあると言います。それは通常の環境では励起された電子は光を放ってエネルギーを環境に与えるからそうなるのです。しかしたとえばナトリウムランプのように、環境が電気エネルギーを系であるナトリウム原子に与え続けるなら、一定の濃度まで電子は励起状態にあるようになります。もちろん他方で励起された電子がオレンジ色の光を放って基底状態にもどることも起きるので、励起された電子ばかりになることはありません。
ところで自然の変化はエネルギーだけに規定されているのではありません。しきりのある容器に水素と酸素を詰めてしきりを取り除きます。両方の気体は混合していきます。これは水素のモル濃度も酸素のモル濃度も低くなる変化です。この変化では系と環境の間にエネルギーのやり取りはありません。しかも混合気体の方はいくら待っても、たとえば左側が水素のみ右側が酸素のみにはなりません。モル濃度が低くなるのはエントロピーが増加する変化です。自然の変化はエントロピーにも規定され、このように方向性もあるのです。ただしこれはほんの一例であり、エントロピーについて早飲み込みは危険です。
私たちの通常の環境は、系を定温定圧に保つ傾向があります。物質を容器に閉じこめない限り、その圧力はほぼ１ａｔｍに保たれます。また物質が発熱反応をしても吸熱反応をしても、系と環境の間で熱エネルギーをやり取りして温度はほぼ一定に保たれます。このような環境下では、物質は自由エネルギーが減少する向きに変化することが分かっています。自由エネルギーとは次のような量です。
自由エネルギー ＝ エネルギー −（エントロピー×絶対温度）
Ｇ＝ Ｅ − ＳＴ
ただしより正確にはエネルギーはエンタルピーという次の量に置き換えるべきです。
エンタルピー ＝ 内部エネルギー ＋（圧力×体積）
Ｈ ＝ Ｅ ＋ＰＶ
あなたが問題にしている水の生成と分解についてです。水素と酸素を混合して点火するときの環境は定温定圧です。圧力は１ａｔｍ、温度は２５℃＝２９８Ｋとします。化学便覧によると、水素と酸素から１ｍｏｌの液体の水が生成するとき
Ｈ2 ＋ (1/2)Ｏ2 ―→ Ｈ2Ｏ
エンタルピー変化 ΔＨ＝−２８６ｋＪ
（エントロピー×絶対温度）の変化 ＴΔＳ＝−４９ｋＪ
です。したがって
自由エネルギーの変化 ΔＧ＝−２３７ｋＪ
であり、水が生成するのが自然の変化の向きとなり、その逆ではありません。高校生に教えるなら、見ての通りこの場合はエントロピーに係わる項は小さいのでそれを無視して、環境は熱エネルギーを奪うので、発熱反応の向きにつまり水が生成する向きに反応すると説明してもよいと思います。補足するなら、私たちの通常の環境は温度が比較的低いので、エントロピーに係わる項が利いてくることが少なく、発熱反応が起こりやすい、つまり「エネルギーが低い方へ変化しやすい」のです。これに対して水の電気分解では、環境が電気エネルギーを与えるのですから、当然よりエネルギーが大きい水素と酸素に分解するわけです。
番号 03B-005 送信日 03/02/08 差出人 田中 英二
件名 Ｈ８／４０５２Ｆについて
ＥＨＣ事務局の皆様こんばんは、田中です。
このごろ、Ｈ８／４０５２Ｆの話ばかり書いていて申し訳ありません。がまたその話です。今度夏に作ろうと言うことで、どのくらいの値段になるか概算しました。だいたい、２９０００円くらいになります。少し高いですね。７ゼグメントのＬＥＤが１個２０００円くらいしますので、４つで８０００円となってしまいます。実は、値段のことが一番気になっていましたが、これで良いのでしょうか。これが、今日の話題の１つ目です。
２つ目は、この値段の高いＬＥＤが手にはいるかが次の問題です。今日、第２アメ横のタケイへ行って聞いてきました。調べて連絡するそうです。あれは、台湾製なのだそうで、大阪に代理店があったそうですがつぶれたと言うことです。
３つ目は、何人くらいの人が作るか出来れば知りたいのです。この３月くらいにちょっと時間の掛かる注文と、プリント基板くらいを作ろうかなんて考えているものですから、・・・。値段が高いと、あまり、ストックが用意できないので、・・・
今度のＥＨＣで分かるようには思いますが、
４つ目は、アメ横のタケイへ行ってきたら、いろいろなＬＥＤがありました。超高輝度の赤、橙、黄、緑、青、白、フルカラーとあって買ってきました。それもかなり大きいのが、１９０円、３８０円といった値段でありました。
物理サークルではとっくの昔の話なんでしょうね。でもこれは、光の授業と、原子の授業に使えそうですね。前に買っておいた、（もっと小ぶりの物を半年ほど前に買いました）超高輝度 赤、緑、青に蛍光灯を近づけて、その両端に例のアナログマルチメーターの電流計対数表示（最高感度）で測ると、見事に赤、緑、青で電圧が違ってきました。赤が一番大きい、次は、緑、青の順でした。これは一種の積算して分光しているのように思えますが、どうでしょうか。この話は、ＥＨＣ事務局というより、物理サークル向けでしょうか。
番号 03B-006 送信日 03/02/11 差出人 加藤 賢一
件名 「いきいき３」について
清水の加藤です。
たびたび、お邪魔します。授業で静電遮蔽のところをやりました。実験としては、
１：箔検電器を金網で隠すと開かなくなる。
２：携帯電話に金網をかぶせても受信する。
３：携帯電話をアルミホイールで包むと受信しない。
を行いました。（３は２人の生徒の演示でしたが、生徒全員にやらせたほうが効果があったと思う。）
・静電遮蔽については、理論的には「電場の重ね合わせの有効性」を立証する、大切な実験と思います。
・しかし、静電場の遮蔽と、誘導電場〔電波〕の遮蔽とでは本質的に違うということが、だんだん分かってきました。
・アルミホイールで隠すと電波を遮断するのは、電子レンジにアルミホイールを使えないのと同じ理由ですね。
・また、放射線のところで、たとえば、Ｘ線の透過、反射など扱いますが、それらと、ニュアンスが近いと考えます。つまり、反射されない部分の電場は、内部の電子を揺るがして、それが熱になって減衰してしまうということですね。エネルギー的に常にロスがある。
・静電場の場合はもちろん、自由電子を動かし、配置を変えるわけですから、エネルギは使われる。しかし、しばらくすれば、配置が安定するからそのようなことは、起こらなくなる。つまり、エネルギーロスは微々たる物。
・もう少し、理論、工学両面から調べて見ます。
・授業では、同軸ケーブルを生徒に剥かせようと考えています。
★もしよろしければ、携帯電話のアルミホールでの遮蔽も、「いきいき３」の候補に挙げ ていただければ、幸いです。
番号 03B-007 送信日 03/02/13 差出人 戸田 亜昭
件名 Ukrainer行きについて相談しましょう
ウクライナ行きについて相談しましょう。
平和でどこへでも自由にいけるようにしたいと思いますが，どうもトルコ経由では危ないようですね。日本ウクライナ友好協会等という組織があればいいと思い，インターネットで探したけれど見つかりませんでした。
Yahoo!で，「在日ウクライナ 大使館」で検索をかけたら
在日ウクライナ大使館 http://www.ukremb-japan.gov.ua
在日ウクライナ大使館・総領事館
http://www.mofa.go.jp/mofaj/link/emblist/europe/ukraine.html
ウクライナ研究会 http://www.mii.kurume-u.ac.jp/~abe/ｊａｕs5.html
ウクライナ政府観光通商センター http://www.unttc.co.jp/ticket.htm
などが出てきました。
ウクライナ政府観光通商センターのホームページによると
１．日本からウクライナへの直通便はない。
２．クリミヤ半島のヤルタ（シンフェローポリ空港）を目的地にする場合には次の空港を経由しなければならない。（乗り換え最大で２回の場合）
経由空港 フランクフルト（土曜日），モスクワ，イスタンブール
次のように『いきいき物理わくわく実験３』の編集会議の前にウクライナ行きについて相談したいと思います。ウクライナ行きの飛行機は毎日飛んでいるわけではなく，経由する国によって出発する日も違ってきます。
アレキサンダー カザチコフさんたちは私たちの日程に合わせて会議を計画するといってみえるので，参加人数と出発する日を早く決めたいのです。会議のあと，ウクライナまたはその近隣の国を観光して１０日くらいの日程にしようという話が出ています。
この日は予定しておいてください。参加者の確認をしたいので，参加される希望のある方はそれまでに戸田亞昭まで連絡を下さい。
参加希望はあるが，当日参加できない方は特に連絡をいただきたいと思います。
集合 ２００３年３月１６日（日）ＡＭ１０：００
場所 中小企業センター１階ロビー（名古屋駅前）
集ってから移動しますので，遅刻しないようにしましょう。
番号 03B-008 送信日 03/02/13 差出人 田中 英二
件名 最後の授業
こんばんは、田中です。
今日は、３年生の最後の授業でした。今週、２時間を使って、特別講座ということで、授業をしました。それまでは、どこの教室も自習が続いているようでした。
第１講目は、水素原子とＬＥＤということで、ＬＥＤの発光原理をごくかいつまんで話し、現代のＬＥＤはここまで来ていると、赤から青までのＬＥＤを見せながら話をしました。
２講目は、今フルカラーのＬＥＤが４００円くらいで第２アメ横のタケイ無線で売っていますので、それを使って、光の３原色の話をしました。多少ＬＥＤ内の赤、緑、青の光源の位置が違うので、赤、緑、青がずれて見えますが、ＬＥＤ（ｗａｔｅｒ ｃｌｅａｒ）透明の表面をサンドペーパーでこすって、磨りガラス状にしますと乱反射して割合うまく混ざります。一度お試しください。
もう一つは、せっかく制作したので、Ｈ８／３０５２Ｆを使ったマルチ測定器で、音速測定をして見せました。３４ｃｍを３回測定して、０．９９６ｍｓ、０．９９８ｍｓ、０．９９６ｍｓと３つのデータを得ました。再現性の誤差約０．２％です。このプログラムは、プッシュボタンを押すと、音速そのものが表示できますので、３４１．４ｍ／ｓ、３４０．７ｍ／ｓ、３４１．４ｍ／ｓと表示されました。教室の温度は、１５から１６度あったと思います。そういう意味では、とても再現性も良く精度も良い物が出来たように思います。多少できすぎのきらいがありますね。
（追伸１）７セグメント表示のＬＥＤが８５０円くらいで手に入りそうです。（以前は、１６００円くらいしました。）ただし、１００個単位のロット買いをする必要がありそうです。（台湾から船便で来ます。）今度の夏の一宮ＥＨＣで何人の人が、これを作るかでかなり在庫を抱えそうです。たぶん、作る方は１３人くらいでしょうか。
（追伸２）今、電圧計 電流計 静電気メーター、周波数メーターをＨ８／３０５２Ｆで作る構想を立てています。また、前に作ったアナログマルチメーターの改良をしたいと考えています。今年はいろいろな物に挑戦して、今までの物の改良と、新しい物を作っていきたいと考えています。では。
番号 03B-009 送信日 03/02/14 差出人 臼井 泰洋
件名 平成２年式ラルゴ車検合格顛末記
番号 03B-010 送信日 03/02/14 差出人 田中 英二
件名 ３年生最後の出校日も終わりました
こんばんは、田中です。
３年生最後の出校日も終わり後は卒業式予行と卒業式本番を待つばかりとなりました。一段落です。いま、生徒が、毎日のように物理室に顔を出して、自分のと、私のと、山田光雄さんのと、三台のＨ８／３０５２Ｆマルチ測定器を製作してくれています。来週には完成予定です。だから、最新版の測定器をＥＨＣ例会に持参できる見通しです。
私は、この制作を通じて、プリント配線に大変興味を持つことが出来ました。プリント配線用の感光基板を露光する装置を学校で２６００円で購入しました。真空クランプ付きで、感光基板とフィルムを真空にして密着できるため、微細な配線もきれいに感光できるということです。まだ使っていませんが、一度使ってみてまた報告します。
それにしても、この年になっても、新しいことを学び取るのは、大変うれしいことです。いくつになっても挑戦を忘れてはならないという教訓でしょうか。あまり生産的なことを書いていないようにも思いますが、このごろ、このメールを書くのが楽しみになりました。
番号 03B-011 送信日 03/02/14 差出人 岡田 高明
件名 次回ＥＨＣについて
梅のつぼみがほころび春の訪れを告げています。皆さんお元気でしょうか。
今回の企画は「小型高電圧電源利用キットの製作」です。キットは電源部とガイガーカウンター、化学平衡モデル、ブラウン運動モデル（浸透圧モデル）からなります。電源部はコンパクトなプラステック容器に小型高圧電源と８本の乾電池を収納しています。ピン端子で入力電圧を６、９、１２Ｖを切り替えて出力電圧（最大５０００Ｖ）を変化させることができます。化学平衡モデルやブラウン運動モデルとも墨汁処理スチロール球が底のアルミテープと蓋の金網との間をかかる電圧に応じて上下運動を繰り返します。中のスチロール球の動きも金網を通してはっきり確認する事ができます。
一方ガイガーカウンターはフィルムケースにブタンガスをつめ放射線による放電をラジオで受信するもの（米村傳治郎式）です。
日時 2003年２月２３日（日）10:00〜17:00
テーマ 小型高圧電源利用キットの製作
講師 船橋 隆久
奥谷 和彦
会場 ＊＊＊高校物理実験室（３Ｆ）
準備 ３０cm定規、大型カツターナイフ、金切りはさみ、
電気工具セツト（半田付け道具、ラジペン
ニッパ、リーマー）
※電動ドリルをお持ちの方は持参下さい
予算 ３５００円程度
番号 03B-012 送信日 03/02/22 差出人 林 正幸
件名 「先進科学塾」打ち合わせ報告
おはよう、林まさ です。
昨日（２月２１日）、アドバンスド科学講座（仮称）の打ち合わせが、飯田、清水（名大理院生）、川田、西田（名大理院生）、林まさ、林ひろ、藤田（大同工大情報科学）、山田よし の参加で行われました。
１ 正式名称
件名のとおり、「先進科学塾」となりました。アドバンスドが日本語の「先進」に、講座が「塾」になった形です。分かりやすく、参加してみようと思えるネーミングになったと思います。
２ 予算
先行投資（？）には、化学器具や、直流電源・スライダックなどに当てる。
３ 計画
（ａ）第１期
・日程 ５／２４ ５／３１ ６／７ ６／１４ ７／５ ７／１２ の６回 すべて土曜日の午後
・講師 川田秀雄
・内容 新型モーターに挑戦
日程は土日連続では高校生にはきついだろうということで、定期試験を挟んで６週にわたるようにしました。
（ｂ）第２期（夏休み）
@
・日程 ８／５ ８／７ ８／９ ８／１９ ８／２１ ８／２３ の６回 各週火木土
・講師 林 正幸
・内容 電子やりとり反応の世界
日程ではできればお盆を避けようというわけです。
A
・日程 ８／１２ ８／１４ ８／１６ ８／１９ ８／２１ ８／２３ の６回 各週火木土
・講師 林 煕崇
・内容 音速、光速を計る（仮題）
日程は講師の都合でお盆も使いますが、未確定
（ｃ）第３期（二学期）
講師 藤田 順治
以上のように計画はかなり具体化して、いよいよ科学館振興協会の企画承認、募集準備に進みます。目的は高校生に、実験観察、講義、工夫挑戦、相互交流などによって、より深い科学とその学び方をつかませることであると考えます。現在１０名あまりで打ち合わせをしていますが、現在の理科教育の閉塞を打ち破ろうと思っています。
さらなる参加を呼びかけます。
（以上は私のメモです）
メンバーの皆さんへ
次回の打ち合わせ日時を決め忘れました。
３月１８日（火）
４月１１日（金）
４月１５日（火）
あたりが考えられます。次回は宣伝や募集の体制、科学館が私たちをボランティアとして認知して自由に準備活動のために入館できる体制などが課題になると思います。山田さんの仕事の進み具合にもよると思いますが、お互いに都合を出し合いましょう。
ではまた。