はてなブックマーク

「静電気」という言葉を聞いたことのない人はいないでしょう。ドアのノブに手を触れた瞬間にパチッと来るのも静電気ですし、セーターを脱ぐ時にパチパチと火花が飛ぶのも静電気の仕業です。プラスティックの下敷きを服で擦って髪の毛を逆立てた経験は誰にでもあるでしょう。また最近では、静電気を帯びた風船で空中に漂うポリエチレンテープの房を操るだとか、紙コップに電気を溜めて口をつけた人を驚かすだとかの面白いパフォーマンスがテレビなどでよく紹介されています。こういう楽しい話だけではなく、静電気が火種になってガソリンに引火したり、粉塵が爆発したり、という事故も時々耳にしますね。これほど身近な静電気ですが、「その正体は何か？」と改めて尋ねられると、以外に答え難いものです。単純に言ってしまえば、「プラスやマイナスの電荷が流れないでじっと止まっている状態」ということになるのでしょうが、その電荷の正体や、それが溜まって行

物質を構成している原子・分子の位置や向きが規則的にビシッと決まっていて流動性がないのが結晶、この中から位置の制限が緩くなって移動が許されるようになり、流動性が出て来たのが液晶であることは、別の項でも書きました。これに対して、原子や分子が自由に移動することはできず流動性がないのに、その位置や向きが「ビシッ」とは決まっていない固体があります。これが「非晶質（アモルファス）」で、その中で、ゴムのように柔軟ではなく硬いものを「ガラス」と呼んでいます。おなじみの窓ガラスやガラスコップだけでなく、プラスティックの類も温度によって結晶になったりガラス状になったりしますし、金属の中にも原子の配置が乱れたガラス状のもの（アモルファス金属）があるのです。とは言うものの、アモルファス全体まで範囲を広げると書くことが多くなり過ぎてパンクしそうですから、ここでは狭い意味の、ケイ素と酸素を主成分とするいわゆる「ガラス

「鏡に映った像は左右が逆になる」ということは誰でも知っていますね。でも、これって本当ですか？　床の上に鏡を水平に置いて、その上に立ったらどうなるでしょう。今度は上下が逆ですね。鏡は向きによって性質が変わるのでしょうか？　それでは上下のない無重力空間だったら？　考えれば考えるほど、わからなくなって来ます。 実はこの問いはずいぶん昔からあって、これに対する解答もいろいろと考えられています。本も出ていますし、ネット上にもたくさんの関連サイトがありますから、これらを見れば、答えは得られるでしょう。ただし、その説明の仕方は人によって様々で、かえって混乱するかも知れません。どれが正しいというものでもなく、（明らかに間違っているものは別として）好みの問題、というところでしょうか。私もこの問題については子供のころから不思議に思っていて、ずいぶんいろいろと考えました。今でも完璧な説明ができる気はしないのです

この世の中が３次元であることは誰でも知っていますね。アインシュタインの相対性理論では時間と空間を同列に扱って、この世界を４次元としていますが、ここでは空間の部分だけ取り上げますので、３次元でＯＫです。それでは、次元とは何でしょうか。 辞典を見てみましょう｡「線形空間で互いに独立にとれる成分の数」・・・。またわかったようなわからないような表現が出てきました。別の言い方をすれば、空間の次元というのは、「その空間のある場所を特定するのに必要な要素の数」ということです。例えば、京都の「四条河原町」と言えば、四条通りと河原町通りの交点ということで、「四条通リ」という要素と「河原町通り」という要素の２つが示されて初めて場所が特定される、ということです。あれっ、１個足りない？　残りの１個は高さ、例えば「マンションの５階」、といったところでしょうか。 要するに、縦方向と横方向と高さ方向の３つの要素があるの

電気を通さない絶縁体は、電場をかけるとプラスとマイナスの電荷が位置ズレを起こして分極する「誘電体」としての性質を持ちます。誘電体の話（その１）では、このような誘電体の基本的な性質として、分極が起こるしくみや交流をかけた時の振舞いなどを説明しました。これに続いて本稿では、主に誘電体の利用に焦点を当てて話を進めることにします。誘電体の話（その１）を「基礎編」とすれば、「応用編」というところでしょうか。 普通の誘電体は、絶縁体としての用途はたくさんありますが、誘電性を積極的に利用したものとなるとコンデンサー材料ぐらいです。誘電率の大きい材料を挟めば、それだけ大容量のコンデンサーが作れるわけで、これだけでも世の中で十分に役立っています。身の回りには電気回路が溢れていますが、その中のコンデンサーのほとんどに誘電体が使われているのです。とは言え、やはり面白いのは、普通でない誘電体の性質を利用したもので

物質には「固体」、「液体」、「気体」の３つの状態、即ち「三態」がある、と学校で習いました。では「固体」とは何でしょうか。物質を構成する分子が強く結合し、互いの位置を変えないで一定の形を保つ状態です。「液体」とは何でしょうか。分子は互いに位置を変えて運動できるが、ある程度の相互作用があり、一定の形は持たないがほぼ一定の体積を持つ状態です。それでは「気体」とは何でしょう。分子がほとんど相互作用をせずに自由に飛び回っており、形も体積も一定値を持たない状態です。 ここで、これらの定義をもう一度よく見てみましょう。分子が互いの位置を変えられるか変えられないか、という基準は、かなりはっきりしています。ですから固体と他の２つとは明確に区別できそうです（粘弾性の話でも触れているように、ものすごく長い時間スケールで考えると、この差が曖昧になる場合もありますが）。それでは液体と気体の違いはどうでしょう。分子ど

「粘性」という言葉はご存知でしょう。微粒子分散系の話でも少し触れましたが、これは、液体などが流れている時に流れの速さが違っている部分があると、それを均一にならそうとする性質です。定義はそうですが、日常的には、液体に棒を突っ込んでかき回した時に感じる抵抗であり、液を垂らした時の流れにくさであるわけです。一方、「弾性」というと、まず思い浮かべるのはバネやゴムでしょう。力をかけて変形させた時に、それに逆らって元に戻ろうとする力が発生する性質です。それでは「粘弾性」は・・・。文字通り、「粘性」と「弾性」の両方を併せ持つ性質、ということになります。とは言っても、「粘性」の方は「流れ」に関する性質ですから、「流れない」固体には関係ありませんし、「弾性」の方は、「変形」に関係する性質ですから、「形」を持たない気体や液体には関係ないはずです。これらを「併せ持つ」とはどういうことでしょうか？ 実は、ほとんど

ゼオライトの一種であるナトリウムモルデナイトに対するオルト水素とパラ水素の収着現象を解析し、水素の収着熱と、オルト／パラ水素の収着性の違いについて、実験と理論の両面から検討。水素分子はモルデナイト細孔内で壁面のナトリウムイオンに対して水平に配向していること、分子の回転を束縛して配向を決めている主要因は四重極子と静電場の勾配との相互作用であることを実証。 シランのグロー放電分解によって作製したアモルファスシリコンを、種々の酸化還元電位を持つ水溶液に浸し、暗時、および光照射時の電気化学的挙動を解析。アモルファスシリコンはｎ－型半導体の挙動を示し、適当な電気化学系において光起電力を示す。アモルファスシリコン表面は水溶液中で酸化され、それに伴って生じた表面準位によってFermi Level Pinningの現象を示すが、この過程は光電流によって加速される。また、液のpHと電極の電位に応じて、表面の