番号 99F-001  送信日 99/08/04  差出人 加藤 聡也
件名 冨岡 和俊 さん、よろしく

 冨岡和俊さんが、入会を希望されたとのこと。どうぞ、よろしくお願い申しあげます。
 「いきいき生物」の実験書ですが、私の昭和区の実家の近所に、**高校の滝川先生に世話になった女の子(当時高校生)がいまして、その子のお母さんも購入してくれました。



番号 99F-002  送信日 99/08/05  差出人 船橋 隆久
件名 科教協山梨大会に参加して

 船橋です。
 科教協山梨大会に行ってきました。大阪大会以来3年ぶりの参加です。甲府市も名古屋に負けないくらい連日35度前後の猛暑でしたが、湿度が低いため木陰では涼しささえ感じました。しかし、車に積んでいった「イメージアップ用結晶格子」の塩ビ板ケースが、熱でひどく変形したものが有り、修理が必要になりました。大会日程は次の通りでした。
・8月2日 午前 「お楽しみ広場」
       午後 全体会
       夜   ナイター1
 「お楽しみ広場」にはいろいろ工夫された教材・教具が展示され、ほしいものがズラリと並んでいます。あれこれ買い込んでいるうちにアッと言う間に1万円を越えてしまいました。私も「各種結晶格子のモデル」約100個を持ち込みましたが、ほぼ完売です。
 ナイター1では「愛知のこだわりの実験」に参加しました。速報としてHPに登録しましたので、よかったらご覧下さい。写真入りです。
http://www2m.biglobe.ne.jp/~tfuna/index.html
・8月3日 終日 分散会
       夜   ナイター2
・8月4日 午前 分散会
      午後 全体会
 私は「化学分科会・分散会2」に参加しましたが、化学分科会でレポートされたテーマは次の通りです。「理科教室11月増刊号」にその要旨が掲載されることになっています。
・分散会1
1.原子から始める中1の化学の授業   中1 広島  宇都宮
2.化学変化をいかに実践したか      中2 埼玉  鈴木
3.化学変化と原子・分子〜生徒実験を多く取り入れて〜  中2 鳥取 藤本
4.燃焼                    中2 埼玉 増田
5.概念形成・認識発展の実態の検討を 中学 東京 松井
・分散会2
1.酸化還元と電池             高校 千葉 野曽原
2.化学実験の環境問題と環境教育   高校 京都 小野
3.ダイオキシンのこれまでとこれから   高校 長野 大場
4.替え歌は化学を救う           高校 兵庫 米沢
5.「授業プリントを作って          高校 愛知 林
・分散会3
1.化学反応とエネルギー          高1 千葉 山本
2.総合の視点で取り組んだ環境学習      神奈川 町井
3.気体の学習                高校 大阪 澤田
4.物質各論の試み             高校 千葉 盛口



番号 99F-003  送信日 99/08/07  差出人 船橋 隆久
件名 「アルケのメーリングリスト」をもう一度

 船橋です。
 科教協山梨大会に参加して、頑張っている「アルケ」のメンバーの姿を見ていたら、もう一度「アルケのメーリングリスト」を最初から読み直してみようという気になりました。

http://www.zzz.or.jp/masasuma/index.htm

 メール交換が始まったばかりの96年から97年の部分を読んでいますが、「電池にはなぜイオンを含む溶液が必要なのか」から始まった理論派3名(林,山本,野中)の意見交換は、「電池の本質」に迫る大変面白い内容になっており、勉強になりました。
 そういえば、大会2日目の「夜の飲み会」の席で、「ガスクーラー」が話題になっていましたね。そして、林さんと田中さんによる「熱力学論議」が始まりそうになって時間切れになってしまいましたが、続きをメールでやってもらうと楽しいものができそうですね。
 
 今「電池のサイエンス」(岡田和夫著,森北出版)を読んでいます。その中に最近話題になっている「燃料電池」の説明が載っていましたので一部抜粋し紹介します。
(抜粋−始め−)
「うすい水酸化ナトリウム水溶液を電解液にして、水素を燃料とする電池(相手は酸素)の反応は
 2H2 + O2 → 2H2O
と水素が空気中で燃えるのと同じ形になります。ここで問題になるのが、ガスを活性化するための白金触媒などが必要になることです。ガスが常温で活物質になるには、電極と電解液が接触しているところに活物質のガスがきて、そのガスがイオンになって電解液に溶け、電極と電荷をやりとりする、という離れわざを行うのです。」
(抜粋−終わり−)
 ここでいう「離れわざ」とはいったい何を意味しているのでしょうか。この本には残念ながらその説明がありませんでしたので、私なりに次のように考えてみました。それは、有機化学でエチレンのような二重結合に水素を付加するのに、燃料電池と同様に白金触媒を使用します。これは水素分子を白金表面に吸着させたのちH−H結合を開裂させ、水素を一度に二重結合に移動するというものです。しかし、燃料電池の場合には水素分子を受け入れる二重結合はありません。そこで負極付近の水素が
 2H2 → 4H+ + 4 e-   @
のようにイオン化し、水素イオンが電解液の中にとけ込んでゆくと考えました(e-は正極側に移動)。
 もう一方の正極側(酸素側)の反応はどうなっているのでしょうか。ここで参考になるのが「空気電池」です。「空気電池」はその名が示すように「空気中から取り入れた酸素を正極活物質とするもので、電池のなかには負極の活物質だけを入れておけばいい」というものです。一般には負極として亜鉛を使うことが多いようですが、マグネシウムやアルミニウムも使われています。私たちが授業で使っている「備長炭電池」も空気電池の一種です。そこで燃料電池の正極側(酸素側)で起こっている反応も「空気電池」と同じと考えると、酸化剤としての酸素の作用(反応)は次のように考えられます。
 O2 + 2H2O + 4e- → 4OH-   A
ここで@で発生したH+ がA で発生したOH-と反応して水ができ、燃料電池としての反応が進行するのではないでしょうか。
 燃料電池一つをとってもこれ以外にいろいろ考えられそうで、「電池は奥が深くて面白いな」と思っています。ではまた。



番号 99F-004  送信日 99/08/08  差出人 戸田 亜昭
件名 作りたいな指南車

「指南車」とは、どんなものでしょうか。私は物理サークルの仲間と科教協の全国大会の翌日、川田さんの呼びかけで技術教育研究会のいつものように全国大会に実験道具を持って参加しました。そのときの参加者は飯田、井階、川田、杉本、戸田、山本の6人です。いつもの通り何も打ち合わせもなく用意ができた者からそれぞれが思い思いの実験を紹介し言いたいことを喋ってきました。
 私は「そろった運動をバラバラに」「歯車楽器」などの装置を作る中で工業科の先生にいっぱい学んで始めてこれらができたことを言いました。武谷三男の技術論では、「技術とは自然法則の意識的適用である」とか「ものを作って初めて自然の法則が分かる」といっていますが、簡単な実験道具を作るのにもいろいろなことを知らなければものができません。武谷の技術論も勉強しました。しかし、これだけの勉強だけではものはできません。ものを作る中でいっぱい学びました。工業科の先生方の協力なしには今の私はありません。技術と自然科学は切っても切り離すことはできないのです。
 たくさん実験を持っていったけれどほんの一部しか紹介できませんでした。残念ですが、スケジュールの打ち合わせもせずに本番ですから仕方ないですね。 しかし、この大会に参加して、大きな収穫が二つあります。
 ひとつは工業科の先生方も私達理科の教員と交流したいと感じたことです。そこで提案です。愛知科学教育ネットの枠を広げてはいかがでしょうか。科学技術教育ネットではいかがでしょうか。あまり枠を広げるとその人の顔が浮かばないようになってしまうかな?不特定多数を参加させるのでなければいいように思います。科教協の大会で話したときには愛知の中だけのネットですかと寂しそうな人もいました。
 もうひとつはこのmailの件名にある「指南車」についてであります。この大会のひとつの分科会に**工業高校の石田先生が「つくってみよう指南車」というワークショップをされていたのです。みなさんはこの「指南車」はどのようなものかご存知ですか。私は磁石を使って羅針盤のように働くものだと思っていました。磁石は使わず、機械的な仕組みだけで車上の指南人形である仙人像の手が車がいかなる方向に転換しても常に南を指すというのです。私は一度作ってみたくなりました。皆さんはいかがですか。工作教室のひとつの企画でできるといいと思います。初対面なのにずうずうしく石田先生に頼んだところ、この大会の20人分を用意するのが大変だったといわれました。部品を自分達でできるところまで用意するのなら考えてもいいといわれました。いつもの工作教室で講師をされている方の苦労を思い出しました。「指南車」の工作教室の企画を考えてもらえませんでしょうか。 「指南車」について知りたい人は石田先生のホームページを見てみましょう。
石田先生のURL 
http://www.tcp-ip.or.jp/~ishida96/



番号 99F-005  送信日 99/08/08  差出人 林 正幸
件名 科教協・アルケ 5日間の旅

 こんにちは、林です。
 8月1日に愛知の仲間と車に同乗して山梨に向かい、2日からの科教協大会に参加し、4日の閉会総会のあと、今度はアルケミストの会の仲間と清里に場所を移してアルケ合宿を持ちました。
 アルケでは「とんぼ玉づくり」がはやり始めており、全員が体験をしました。そして5日の昼に安曇野のとんぼ玉博物館に寄り、歴史が古く世界的に広がった技術(文化)であることを知りました。英語は grass bead で、いわゆるビーズ玉のことかと納得しました。ただし女の子が遊ぶのより大きく、数cmのものもあります。
 もうひとつ、アルケ合宿での論点は「現代の科学技術をどうとらえるか」です。一方に、e(指数関数)の恐怖から離れ、むしろ昔に戻って人間らしい生活を送ろう、という意見があります。私を含めた他方は、科学技術の進歩を抑えることはできない、そして環境問題等からその進むべき方向を考えよう、というものです。私は今回のレポート(7月30日のメール)で次の2項を書きました。
<引用>
(5)自然は互いに関連を持っている。
 環境問題にも絡みながら、人間の生産活動も含めて、自然の多面的な相互連関を意識させたい。
(6)科学が万能ではない。
 持続可能な未来社会は、科学情報を踏まえて、人間がその自由意志で選択する問題である。
<以上>
これにつけ加えるなら
(7)資源・エネルギーをどう利用するか。
です。これは化学に限定されない課題だと思います。
 帰った明くる6日から歯の治療を始めていて、柔らかいものしか口に入りません。やれやれ、皆さんは歯を大切にしてください。
 ではまた。



番号 99F-006  送信日 99/08/09  差出人 田中 英二
件名 小型アナログ式(LED式)静電気メーター完成しました

 EHCのみなさんこんにちは。田中です。
 本日は8月9日。夏休みも半分すぎました。お元気でお過ごしでしょうか。7月24,25日のEHC(アナログマルチメーター)ご苦労様でした。皆さんもあれからいろいろとされたことと思いますが、いかがでしょうか。あれから、わたしも、3つのことをしました。以下少し紹介させていただきます。
(1)勝野さんと、次回10月9日のEHCの準備として、メインの回路のプリント基板の準備をしました。勝野さんの努力でほとんど完成まで漕ぎ着け、後は試作してOKを確かめるばかりになりました。ところが、勝野さんが結石になってしまいました。・・・ぼくが、焦りすぎて、急がせすぎたのが原因かもしれないと思って責任を感じています・・・。後もう少しです。勝野さんお大事にしてください。
(2)加速度計を小型にしました。リチウム電池を使い、OPアンプ部と加速度計の部分と分けました。EHCでディジタルマルチメーターを作った方は、それに接続できるようになりました。
(3)念願の小型アナログ式(LED6個ずつ)の静電気メーターを作りました。単三8本(±6V)で、電池が多いのが気になります。しかし、LEDを点灯させるので、006Pではすぐ電池が無くなってしまうので、この方式にしました。ケースが少し小さかったので苦労しましたが、まあまあの出来映えになりました。今度のEHCの時にでもお見せします。
 
 以上です。皆さんがこの夏されたこと、勉強されたことをまたお聞かせください。私は、明日から夏休みを5日間取ります。14日(土曜日)に帰ります。もし連絡がありましたら、メールに入れておいてください。帰ったら見ますので。
それでは、本日はこれで失礼します。


番号 99F-007  送信日 99/08/11  差出人 船橋 隆久
件名 8月のMLからページの途中にリンク

船橋です。
 愛知科学教育ネットのホームページでメールを読む場合、今まで(7月まで)はその月のメール一覧から読みたいメール(たとえば番号が99E-023)をクリックし、そのメールを表示していました。しかし、次の番号の99E-024を読みたいような場合は、再度メール一覧のメニューに戻って再度選択する必要がありました。「アルケミストの会のメーリングリスト」をご覧になった方はご存知かと思いますが、目的のメールを選択するとモニター画面上のトップに表示されると同時に、マウスで画面表示を上下に移動させれば、その前後のメール30通程度も読むことができます。
 この方式は、林先生からも以前からすすめられていましたが、私が使用しているホームページ作成ソフト「ホームページ・ビルダー」(IBM)にはこの機能がどうもないようです。そこで、手作業による修正をしてみました。その修正とは次のようなものです。
@ジャンプ先の目印(アンカー)を用意する.
 リンク先のファイルの中に、次のようなタグを書き込む.
 <A NAME=”目印の名前”>〜</A>
Aメール一覧にリンク先を作る.
 <A HREF=”リンク先のページのURL#目印の名前”キーワード</A>
 これだけの作業ですが、言葉だけでは分かりにくいものです。一度ブラウザソフトを起動して、「ページのソース」を見ていただくとその意味が分かるかと思います。たったこれだけのことでも、理解して登録するのに半日もかかってしまいました。
 ではまた。


番号 99F-008  送信日 99/08/13  差出人 林 正幸
件名 「高校生の質問とその返事」

こんにちは、林です。
 このところ部屋の整備に時間をかけています。この家に移ってから8年が経過しました。始めの頃はゆとりがありましたが、今ではファイルや本などがあふれるようになってしまいました。コンピュータも3台(家内のも入れると5台)購入し、始めにあった2台と中古の1台が前の家にお蔵入りしました。おかげでさまざまな記録があり、整理の必要が生まれています。
 私のホームページの一部に「高校生の質問とその返事」というのがあります。今年も高校生や、あるいは大学生、中学生、また一般の方からいくつもの質問のメールが届いています。これに返事を書くのが勉強になります。そして可能なものはその内容を上のページに掲載しています。今年は現在までに次の16になりました。

 番号   学校       件名
99−01 高  容器の中で水銀は盛り上がり、水はへこむのはなぜか
99−02 一般 水の電気分解の速度は何によって決まるのか
99−03 一般 「塩カル」って、どんなはたらきで凍結させなくするのですか
99−04 高  電池の内部抵抗はなぜ発生するか
99−05 中  イオン価数ってどうやって決まるか
99−06 高  どうして水素結合までしないといけないのですか?
99−07 高  カタラーゼは酸性やアルカリ性でどのように反応するか
99−08 大  氷より氷水の方が温度が低い?
99−09 大  水の電解を利用した気液二相流の研究に関して
99−10 高  酢酸エチルの合成における実験操作について
99−11 高  凝固点降下や沸点上昇の原理を教えてください
99−12 高  勉強法等についてアドバイスなど頂ければと・・・
99−13 中  「水素爆弾」で点火がうまくいかない原因は何でしょうか
99−14 大  ベリリウムはどうして融点が低くないのですか
99−15 高  「カレー事件」の亜ヒ酸を同定した原理はどのようなものか
99−16 高  マンガン乾電池はどのように反応し、どんな物質になるのか

暇がありましたら、覗いてみて感想など聞かせてください。
    http://www.zzz.or.jp/masasuma/

 戸田さんから提起の、愛科教ネットのメンバー構成についてですが、私は「顔が見える」ネットワークが原則で、あとは応用問題でないかと考えます。愛知における自主的な理科教育運動の何かの企画やサークルで、メーリングリストの誰かが顔を合わせる可能性があれば、参加してもらってはどうでしょうか。個人的に、「是非参加してもらいたい」という人もあると思います。皆さんは、いかが考えますか。
 船橋さん、メーリングリストのホームページへの掲載、ご苦労さまです。勉強になることは確かですが、手間のかかることも確かですね。そして、ある程度はHTMLの文法を知っていることが有効のようですね。
 岡田さん、飯田さん、田中さんからの刺激があり、昔買った本ですが掌華房の大学演習「熱学・統計力学」を読み始めました。かなり難しくて最後まで行けるかどうか疑問です。いずれにしても、お互いに問いかけ、みんなで考える方式で勉強が進んだらと思います。
 ではまた


番号 99F-009  送信日 99/08/14  差出人 船橋 隆久
件名 12年ぶりの再会

 船橋です。
 大阪の高校で教員をしている大学時代の後輩が、12年ぶりに訪ねてきてくれました。彼は大学で地学を専攻しましたが、大阪も地学の授業はほとんどなくなり、今ではもっぱら化学を教えているそうです。かつては進学校と呼ばれる学校に勤務していたものの、今は田舎の平均的な学校に移動し、素朴で穏やかな生徒を相手にしているそうです。私よりははるかに恵まれていると思いますが、生徒が授業になかなか関心を示してくれないことは共通していました。
 会話の途中で「愛知科学教育ネット」「モルの会」「EHC」「インテク研」「愛知物理サークル」など、私が参加しているサークルを紹介したり、今回の科教協山梨大会の様子などを話すとちょっと驚いた様子でした。このように自主的に運営されているサークルが全国にもたくさんあることを意外にも知らなかったようで、大阪に帰ったら調べてみるそうです。彼にとっても今の教育状況は、一人で頑張るにはあまりにも困難すぎるようです。そんなとき、何でも相談にのってくれ情報を交流しあえるサークルの仲間は、本当にありがたいかけがえのない存在だと思っています。
 科教協山梨大会「お楽しみ広場」で「展開型結晶格子」を1個500円で販売しましたが、会場で中村理科からクレームを受けました。それは「展開型結晶格子はすでに当社が実用新案申請を出しているもの」ということです。たしかに1個1万円近くするものを、原価に近い500円で売られては商売にならないと思います。「本当はいけないことでしょうが、個人的にソーッと売ることはいいですよ。」とは言ってくれましたが、その後気になっていました。しかし、このモデルは結晶格子のイメージアップに有効な教材であることは確かで、安い値段でなんとか広めたいとも思っています。そこで、自分で作って自分で使用するのは今までどおりでかまいませんが、教研等で希望者に販売する結晶格子モデルについては次のように変更したいと思いますがいかがでしょうか。
@生徒実習用に展開型と同じ結晶格子8個のブロックを用意する.
A@の8個のブロックが入る立方体の塩ビケースを用意し、生徒が単位結晶格子を自分で組み立てる.
B生徒が組み立てやすいように、大型(直径10cm位スチロール球)の結晶格子を演示用に用意する.
C展開型を希望する場合は個人的に@を利用し、セロテープを使って自作する.

@Aのように、生徒組立方式のほうが生徒の作業量も多くなり、より体験的に学習できるように思いますがいかがでしょうか。
ではまた。



番号 99F-010  送信日 99/08/21  差出人 船橋 隆久
件名 物まねも楽しいね

 船橋です。 
 夏休みもあと10日。科教協山梨大会「お楽しみ広場」で購入した実験小道具を整頓したり、本を読んだりしています。そんな中で、自分も作ってみようと思い挑戦中のものを紹介したいと思います。
(その1)ランダム運動台車
 手製の肩たたき(金槌のような形)の先端に「弾性・非弾性球」を取り付けたものを山梨で買ってきました。弾性球側で机を30回くらいたたいても、弾性球には特に変化はありませんが、非弾性球側で同じようにたたいたあと手で触ると、非弾性球は確かに暖かくなっています。かつて紹介した「デジタルマルチメーターGBW−9000」の熱電対で測定したところ5度ほど温度が上昇していました。この現象を説明(跳ね返り係数の分子論的意味)するのに、「いきいき物理わくわく実験第1集(170ページ)」の「ランダム運動台車」がピッタリです。このネットでも戸田先生が製作を呼びかけておられます「99E-020 99/07/20 戸田 非弾性衝突モデルについて」。
 思い立ったらすぐに試したくなる性分なので、さっそく作ってみることにしました。力学台車の上にのせる金属枠はないので、ホームセンターで大きめの虫かご(750円)にドリルで穴をあけ代用しました。おもりは結構高いので六角ナット(M12)にバネ座金(6mm)を無理やり押し込みバネを引っかけるフックを作ります。この六角ナット2個をビニールテープでつなぎ26グラムのおもりにします。このおもり20個に約3cm程度に切断したステンレス製ばね(林先生が岐阜物理サークルから購入したもの)をつけ、1個のおもりが4本のばねでつながるようにして虫かごの中に取り付けます。非弾性用の板ばねは写真のフィルムケースで代用(飯田案)し、力学台車に固定します。台車を壁に衝突させたところほぼその位置に停止し、虫かごの中のおもりが「ガシャガシャ」と音を立てて振動するため、エネルギー転化の様子がよく分かりました。一方弾性衝突は、いきいきの本と同様に力学台車付属のばね(衝突棒)を使いましたが、おもりは思っていた以上に振動しました。これは使用した力学台車が「ウチダ製」で、押しばねの振動周期がおもりを取り付けたばねの振動周期と近いことが原 因のようです。これを解決するためには台車を「中村理科製」のものにするか、押しばね部を工夫する必要があるように思います。いいアイデアがあったら教えて下さい。岐阜物理サークルでは、金属枠を「餅を焼く金網」で作ったそうですが、一つの実験装置にもいろんなアイデアがあっておもしろいですね。

(その2)ビー玉万華鏡
 正式名称はよく分かりませんが、一昨年の愛知科教協「お楽しみ実験広場(淑徳高)」で谷繁先生から譲っていただいたものです。商品は直径2cm,長さ20cm程度の円柱の中に金属製の鏡3枚が3角形の状態になるように入れてあり、先端に透明で円柱にピッタリはいる大きさのビー玉が取り付けてあります。中を覗くと何とも不思議な光景が見え、昔なつかしい万華鏡を覗いているようです。この商品、しばらく私の机の中に眠っていましたが、8月1日山梨での最初の夜、酒の席でたまたま一緒になった「岐阜物理サークル」のメンバーが自作の「ビー玉万華鏡」をみせてくれました。アルコールが入っていたこともあってその美しさに大変感動しました。そこで「自分も作ってみよう」と東急ハンズで大きめのビー玉と、それより少し大きく透明性が抜群のアクリル製の球(少し高くて1個580円)を買ってきました。鏡の部分はプラスチック製の「ポリカミラー」を使用し、三角柱を作ってその先にビー玉を取り付け、ビニールテープで固定しました。できあがったものを商品と比較しましたが、ビー玉は透明性が落ちるため少しぼんやりしたものになりす。青や黄色といった色つきビー玉を使っ た場合は、また違った趣がありこれも楽しめます。透明なアクリル球は商品に負けない完成度で、自分ながら満足できました。製作時間も20分程度、ガラス製のビー玉を使えば1台100円程度で作ることができそうです。学期末定期テスト終了後の「お楽しみ生徒実験」の1つに加えようと思っています。



番号 99F-011  送信日 99/08/22  差出人 船橋 隆久
件名 Vectorの利用

 船橋です。
 「ソフトウェア・ライブラリ&ショップ Vector」というホームページを利用しました。このホームページを開くと「・ユーティリティ ・画像&サウンド ・インターネット&通信 ・ハードウェアなどなど」たくさんのライブラリがあり、登録本数44,291本,ダウンロード総数107,216,341本ということで、私も2つのソフトをダウンロードしました。
 @File Splitter
 最近のソフトは大きくなって、1枚のフロッピーディスクに収まらないものが多くあります。10枚以上の場合はMOを利用したほうがいいと思いますが、2,3枚の場合はフロッピーディスクのほうが手軽で便利です。こんなときファイルの分割・復元ソフト「File Splitter」を利用されてはいかがですか。画面上で分割または復元を選択し、あとは指示どおりにフロッピーディスクを差し替えるだけです。フリーウェア版ですので使用料はありません。
 AArt Viewer
 先月デジタルカメラを購入し、「フラッシュパス」というフロッピーディスク用アダプターを使って画像を取り込むようにしました。このとき使用していた「Power View」という画像閲覧ソフトは、Win3.1用のもので、無理やりWin98で使用しているためか途中で止まってしまうことがあります。そこでWin98用として画像閲覧専用ソフト「Art Viewer」をダウンロードして試してみました。画像一覧,画像の縮小・拡大,スライドショーなど使い勝手も上々と判断し、購入を決めました。シェアウェア版で2600円です。フリーウェア版もありますが機能限定のようです。フリーウェア版だったら@の「File Splitter」を利用してフロッピーディスクに分割(2枚になります)して配布し、試してみることもできますね。
なお、「Vector」のURLは次の通りです。

http://www.vector.co.jp/


番号 99F-012  送信日 99/08/22  差出人 林 正幸
件名 情報を教えてください!

 こんにちは、林です。
 船橋さん、いろいろやっていますね。私は授業プリントを作り続けています。昨日「溶液の性質」が一応の完成を見ました。次は「物質のエネルギー」です。本当はもっと早いペースで作る予定でしたが、下の息子の婚約などがあり「ふつうの父親」としても忙しくしています。
 さてこのところメールを開くたびに質問が来ています。企業からのものもあり、返事できないこともあります。しかし教師である以上は、高校生にはできるだけ返事を書くべきですよね。これは授業をどう構成するかにも係わってきます。
<メールの添付>
質問なんですけど、化学のことで。
油のついたつまようじを、水の中に入れたら、
油がかってに動き出したのですけど、これはどういう事なのでしょうか?
図で説明つかないでしょうか?教えてください、お願いします。
宮城県の高校一年生の鈴木君より
<以上>
 私としては、水の表面に予め漂っている油性物質とか、わずかな温度差がこうような油の動きを生み出すと思うのですが、具体的ではありません。何か情報がありましたら、教えてください。なお科教協山梨大会のお楽しみ広場で見た「樟脳船」は参考になりそうです。水槽に指を入れた途端に、樟脳船が止まっていまうのです。
 ではまた。



番号 99F-013  送信日 99/08/26  差出人 田中英二
件名 マルチメーターのプリント基板が完成しました

 EHCの皆さんこんばんは。
勝野先生と、この夏休み、頑張ってマルチメーターのプリント基板を完成しました。勝野先生本当にご苦労さまでした。勝野先生のおかげで本当にいいものに仕上がりました。これで、10月9日のEHCマルチメーターの製作は万全です。私が最初に作ったマルチメーターよりも、もっと性能がよくなりました。皆さん期待していてください。
 もう一つ、話題を提供します。今週の月曜日から今日まで四日間、クラス発表の準備をしていました。私のクラスは、バンデグラフと、ホーバークラフトを作ります。ホバークラフトはやっとできました。夏休みの初めに林先生の惟信高校にお邪魔をして、実際のホーバークラフトを見せてもらいました。これが大変役に立ちました。また、山梨大会で、岐阜の村田先生の作ったホバークラフトも大変参考になりました。生徒たちは今回作った自分たちのホーバークラフトが、林先生に見せてもらったホーバークラフトよりも、出来がいいと自慢をしていました。私もそう思います。、また機会があったら是非皆さんにも見せたいと思います。
今日はこの辺で失礼します。



番号 99F-014  送信日 99/08/26  差出人 林 正幸
件名 エネルギーとは何か

こんばんは、林です。
 夏休みも残り少なくなりましたね。勝野さん、田中さん、アナログマルチメーター のプリント基板づくり、ご苦労さまでした。
 授業プリント「物質とエネルギー」をつくるに当たって、改めて「エネルギーとは何か」と考えてみました。これまで「仕事をする能力」と教えてきましたが、とくに高校化学ではもっと違う見方がよいのではと、下のような文章を作りました。
 エネルギーとは、「物体がある状態にあることに対応して必然的に持っているもの」である。そしてエネルギー保存の法則を踏まえて、「物体がエネルギーを持つというのは、自分ないし相手の状態を変化させる能力を持つことである。」 したがって「私たちが住んでいる世界において変化・進歩を産み出すには、エネルギーなしでは実現しない。」とまとめてみました。
 ご意見を聞かせてください。

<引用>
[a]エネルギーとは何か
 エネルギーという用語は身近である。「あの人はエネルギーがある」とか、石油エネルギー、太陽エネルギーとか、エネルギー問題などと言う。
 4章ではかなり強引に、熱エネルギー、融解熱とか、「物質が運動エネルギーを持つ」とか、エネルギー保存の法則とか、内部エネルギーなどという用語を使ってきた 。
 ここで改めて「エネルギーとは何か」について整理してみよう。
 エネルギーとは、
    「物体がある状態にあることに対応して必然的に持っているもの」である。ここで物体とは物質を含めたすべての「もの」を指す。そしてエネルギーの形はその状態にふさわしい名称で呼ばれる。エネルギーの基本 的な形は運動エネルギーと位置エネルギーである。
 運動エネルギーは物体が等速で運動していることに対応して持つエネルギーである。そして物体の速度が大きいほど、その運動エネルギーの量は大きい。
参考:運動エネルギーの量は、速度の二乗に正比例する。
 位置エネルギーについてはすこしくわしく説明する。位置エネルギーは初歩的には「高い位置にある物体ほど大きい位置エネルギーを持つ」と言う。しかしこの背景には地球の存在がある。つまり物体と地球が万有引力で引き合っている。だから右図のようにそれを宇宙的な視野で見れば、引き合う物体どうしが離れた状態にあるほど位置エネルギーの量が大きい」と修正される。つまり位置エネルギーは、引き合う物体どうしがある距離にあることに対応して持つエネルギーである。なお引力の種類は万有引力だけでなく、電気的引力でも磁気的引力でも構わない。
参考:たがいに反発し合う物体どうしにも位置エネルギーは存在するが、ここでは踏 み込まない。
[b]エネルギー保存の法則
 物体がその状態を変化させると、それに対応してその物体が持つエネルギーの形や 量が変化する。
 ボールを屋上から落下させるとき、始めの状態では位置エネルギーだけを持つが、1階の高さまで来た状態では、位置エネルギーと運動エネルギーを持つようになる。しかしエネルギーの全体の量は変化しない。つまり始めの位置エネルギーの大きさと、後の位置エネルギーと運動エネルギーの合計は等しい。言い換えると、位置エネルギーが減った分だけ運動エネルギーが増える。
 次になめらかな平面上を滑っているブロックAに、より質量が大きいブロックBを追突させる例を考える。衝突は完全に弾性的であるとする。ブロックAは加速され、ブロックBは減速される。ブロックAは前より大きい運動エネルギーを持つ状態に変化し、ブロックBは前より小さい運動エネルギーを持つ状態に変化する。つまり2つのブロックの間でエネルギーのやり取りが起こる。このときブロックAが得たエネルギーと、ブロックBが失ったエネルギーは等しい。言い換えると、エネルギーの全体の量は一定に保たれる。
 以上のことはいつでも成り立って、
    物体が状態を変化させてそのエネルギーの形や量が変化しても、
         エネルギーの全体の量は一定に保たれる。
これはエネルギー保存の法則と呼ばれる。
 これで「エネルギーとは何か」の整理を終わるが、このままではエネルギーは雲をつかむようなものであろう。そこで
    物体がエネルギーを持つというのは、自分ないし相手の状態を
        変化させる能力を持つことである。
を付け加えておこう。私たちが住んでいる世界において変化・進歩を産み出すには、エネルギーなしでは実現しないのである。
[c]物質のエネルギー
 物質が持つエネルギーは内部エネルギーと呼ばれるが、その正体は分子、イオン、原子といった物質をつくる粒子が持つ運動エネルギーと位置エネルギーである。
 これらの粒子は熱運動をしている。つまり運動エネルギーを持っている。またこれら粒子は化学結合や分子間力で引き合っている。つまり互いの距離に対応した位置エネルギーを持っている。たとえば共有結合した分子と、そうでないバラバラの原子では、分子が持つ位置エネルギーの量の方が小さい。
<以上>



番号 99F-015  送信日 99/08/27  差出人 船橋 隆久
件名 RE:エネルギーとは何か

 船橋です。
 田中先生、勝野先生、暑い中でのプリント基板作りお疲れさまでした。この作業に費やしたエネルギーの大きさを思うと、本当に頭が下がります。その分私たちが工作に費やすエネルギーが少なくなるわけですから、まさに「エネルギー保存の法則」が成り立つのですね。次回のEHCを楽しみにしています。
 林先生の「エネルギーとは何か」を読みました。そして
−(引用開始)−
エネルギーとは、「物体がある状態にあることに対応して必然的に持っているもの」である。そしてエネルギー保存の法則を踏まえて、「物体がエネルギーを持つというのは、自分ないし相手の状態を変化させる能力を持つことである。」 したがって「私たちが住んでいる世界において変化・進歩を産み出すには、エネルギーなしでは実現しない。」
−(引用終了)−
に同感です。林先生のHPにある「私の教材 2.物質とエネルギー」も読み直しつつ、いつもながらの視点のすばらしさ、論理性に感心しています。9月19日の「モルの会」で、「授業プリント」のその後が見られることを楽しみにしています。
 今ちょうど「人間と化学−とっておきの話−」(盛口・野曽原 著,新生出版)を読み終えたところです。第2話「化学変化とエネルギー」,第3話「エネルギーとエントロピー」は大変興味深く読みました。ジェームス・ジュールが新婚旅行中に発見した「滝の上と下では温度が違う」という話をとおして、「エネルギー保存の法則」がわかりやすく説明してありました。「変化はすべてトータルのエントロピーが増大する方向に起こる」という熱力学第2法則の説明も身近なものが例になっており、とても分かりやすくいい本だと思いました。高2の息子にも是非読むように薦めています。
ではまた。



番号 99F-016  送信日 99/08/28  差出人 田中 英二
件名 ホバークラフトの浮かぶわけ

 こんにちは、田中です。
科教協の山梨大会で、夜飲みながら、いろいろ話をしました。そのとき、ホバークラフトの話題がありました。そのときはよくわかりませんでしたが、その後、学校祭のクラスの企画で4,5日前にホバークラフトを作ったこともあり、もう少し、きちんと考えようとしてみました。それで次のように考えました。飯田先生、林ひろ先生ご意見をお待ちします。
 遠心モーターの仕事率;W(w)
 ホバークラフトのチューブ内の内圧(遠心モーターによる);P1(pa)
 外の空気の気圧;P0(pa)
 ホバークラフトの内径;R(m)
 ホバークラフトのチューブと床との隙間;d(m)
 ホバークラフトのチューブと床との隙間から流出する空気の速度;V(m/s)
 ホバークラフトの質量;M(kg)
 空気の密度;ρ(kg/m^3)
 モーターの仕事率は
  W=(P1−P0)・2πRd・V ・・・・・・(1)
 ホバークラフトの力のつり合いから
  P1−P0=(Mg/πR^2) ・・・・・・・(2)
 ベルヌイの定理から
  P1−P0=1/2・ρ・V^2 ・・・・・・・・・・・・(3)
 この3式からモーターの仕事率は
  W=(P1−P0)^(3/2)・(2/ρ)^(1/2)・2πRd
  W=K・M^(3/2)・R^(−2)・d  ・・・・・・・(4)
   Kは比例定数。
 (4)式からモーターがある一定の仕事率の場合、すきまdは質量Mの3/2乗に反比例する。また、モーターの仕事率Wとすきまdとは正比例する。だから、モーターの仕事率に1次比例するので、よほど大きな仕事率のモーターを持ってこないかぎり、床との隙間はほとんどないことになる。
飯田先生ご意見をください。



番号 99F-017  送信日 99/08/31  差出人 林 正幸
件名 RE:ホバークラフトの浮かぶわけ

 こんにちは、林です。
 私は「飯田さん」ではありませんが、意見を書きます。
 (2)式は問題がないのですが、(3)式を受け入れるならそのVは、すき間dのところでの値ではなく、吹き出して圧力がP0になった位置での空気の速度になります。すると(1)式が意味を失いませんか。
 (2)式から、チューブの半径を変えないとすると、質量Mが大きいほど大きな圧力差を必要とします。圧力差(P1ーP0)は、すき間dが小さくて済むほど、仕事率Wが小さいポンプでも大きくなります。しかしこれら間の関係式は、工学的手法を使 わないと見出せないように思います。
 話は変わって、明日9月1日は19時から教育会館(千早)にて、第2回教研実行委員会が開かれます。夏休み明け早々ですが、参加をお願いします。と書きながら、私自身は体調不良で出かけられません。ここ2週間ほど湿疹がでたり腰が痛くなったり、そして昨日から顔が腫れて見るも無残、発熱もあって今日病院に行ったら、血液検査で白血球が増えている、毎日点滴に来なさいという診断でした。どうも体がだるいと感じたのは暑さの性だけではなかったのです。よろしくお願いしますね。
 ではまた。



番号 99F-018  送信日 99/08/31  差出人 勝野 恒光
件名 エネルギーとは何かについて

 私もエネルギーとは何かを授業でやるときに,「仕事をする能力」ということで話を進めるのですが,いつもこれでいいのだろうかという疑問を持っていました。ただ,物理で取り上げるとき仕事の概念があってはじめてエネルギーを理解できるのではないかと思います。その意味ではエネルギーを取り上げるときに仕事を抜きにはできないと思います。
 エネルギーをこれだけですますのは,規則を教えただけのような気がして,だから何なんだという疑問がいつも自分にあったと思います。
 エネルギーとは、「物体がある状態にあることに対応して必然的に持っているもの」である。そしてエネルギー保存の法則を踏まえて、「物体がエネルギーを持つというのは、自分ないし相手の状態を変化させる能力を持つことである。」 ということを付け加えることで,エネルギーについてより深く理解するできるような気がします。
 全く違う質問ですが,エッチング作業で塩化第二鉄の溶液の中に銅板を浸しているとき,ときどき基板を持ち上げて,空気中に出すとエッチングが早くできるような気がします。これは,何か理由があるのですか。それとも,液を攪拌する効果が大きかっただけなのですか。ともかくもエッチング作業はすべて終了しました。