本書の見方 扱う法則 公式・定義 1 水中ては物 の重さが軽くなる ーアルキデスの原理 ・同し市さの金と銀を比校 水の中に入ると、体が軽くなったように感じられます。 これは第力とは逆の、上に押し上げる力が働いているか て としし らです。この水が物体を軽くする力を の ます。浮力は物体が押しのけた水の第さと等しくなるの 呂 です。これをアルキメテスの厚理と評びます。比第 ( 水 風 と物体の第さの比 ) が 1 より小さい物体は水に浮かび、 1 より大きい物体は水に沈みますが、どちらもその物体 ) アたが押しのけた水の第さに等しい浮力を受けています。 アルキメテス ( ) は王から純金の王冠に、金 ある時 よりも軽い銀が混ゼられていないか確かめるよう命せら ら アひれました。そして、王冠と同し重さの金の境と王冠を天 秤にかけ、そのまま水 - るという方法を考え出しま した。水中で天科は金ののほうに傾いたので、王冠に 銀が混せられていることわかったのでした。 壗の大きいか よりいッカをける 水にオめると . 体積が人さ い銀のはうが洋力が大きい ( 件しのけた水の一が多い ) ため軽くなリ、大が含の 水中では金のはうが一い 第圖しさの金と王冠を比較 駅か第さ - デごいると を纛のはうか軽 ( なる 複第な影のでも、純金 なら同じ第さの金とじ洋 力を受けるため、人村は的 り合う . 全のはうに齢くの は、に銀がざってい て体橋が大さいためである . 水中では金のはうが一い もっと知りたい 船には「船の水面下の部分に しのけられた水の・さに等 しい洋力」が働きます・船の 第さ以上の水をしのけれは 船は洋かふのてす・水直下の 部分てしのけられた水の・ さを一購水量」といいます ~ 水素を入れた風船 水の洋力と比べると小さなカ ですが・空気中の物体は物し アルキメデスの原理を発リした古代水の中の物体は、水から阯力を受け ギリシャの数 7 者、物 ? 物 . 人谷ている . このⅣ力は滝いはど人きく 中にアルキメデスのを豐いつなるため、上から受けるカよりも下 き「エつレカ . 工ワレ ケら受ける力のはうが大きい。この を下のカの差が与力になっている . わかった ) 」とんだ、われる . 0 、 キーワード解説 もっと知りたい ・イラスト解説 0 扱う法則 0 解説 0 公式・定義 本書では、「物理」「化 法則がどういうもの 法則を表す公式や、 学」「生物」「地学」 かを、豊富な具体例 法則の定義を紹介し の法則を綛介 で解説します。 ます。 0 もっと知りたい 0 キーワード解説 0 イラスト解説 本文で登場する難し 法則の公式・定義が、 法則と関連する最新 い用語の意味も、補 詳細なイラスト解説 科学ニュースや、身 足説明でわかります。 で理解できます。 近な現象を紹介。 ー、ロ 0 003

定義 低気圧ほど炭酸が抜ける ヘンリーの法則 気体が液体に溶ける量は 液体にかかる圧力に比例する コーラなどの炭酸飲料はフタを開けると泡立ちはじめ て、炭酸三酸化炭素 ) が出てきますよね。そして再度 フタを閉めても液体の中から小さな泡が出続けます。 これには「 」が関わっています。ヘン リーの法則は「温度が一定の時に、揮発しやすい気体が 液体に溶ける量は、圧力に比例する」という法則です。 よ 未開封のコーラのペットボトルは内圧が り高くなっていて、その分だけのニ酸化炭素が溶け込ん でいます。フタを開けることでペットボトルの内圧が 1 気圧に下がり、溶けていた気体が再び気化するのです。 このような変化はコーラだけではありません。スキュー ハダイビングで潜る時に圧力がかかり、血液に気体が溶 けることがあります。窒素ガスが血中に溶け込んでしま になるのです。 血」にも冖刈体が溶ける ? 、急浮上した時に気化して ヘンリーの法則 減圧症 ( グ ) 1 気圧 7 ) K EY WO R D 2 減圧症 気圧や水圧が高い場所から低い場所海面あたりの標準的な大気圧のこ に急に移動すると、血管内でガスが とで、標準気圧ともいう。一気圧は 気化して血行障害が起きる。呼吸器 913.25hPa と定義される。気圧は 障害が起きることもあり、予防のた標高が上がるほど低くなり、富士山 めには減圧に十分に時間をかける。 頂付近では約 630hPa にもなる。

3 時間目 / 生物の時間 Bioloav 定義 変異は遺伝子に原因がある ■ダーウインの進化論 小さな変化の積み重ねでダーウインは小さな変化の積み重ねに よって進化が起きると考えたが、メンデ 進化は起こる ? ルの法則 (1 64 ページ ) と矛盾した。 ・ド・フリースの発見した突然変異 生物は突如として 変異を起こす ド・フリースの発見し た突然変異により、親 と異なる形質を持っ子 が生まれる。 突然変異 もっと知りたい 0 、 突然変異の発見 ド・フリースが突然変異を発 見したきっかけは、空き地に 咲く花でした。植物が育つの に向かない空き地で、適応す るために変異した花を見つ け、その種子が形質を遺伝す ることを発見しました。 ダーウインのビンチ ダーウインの進化論は、変化 が子孫に伝わることが前提で した。そのためメンデルの法 則で形質が子孫へ受け継がれ ていくことがわかると、理論 が破綻するピンチに陥ってし まったのです。

3 時間目 / 生物の時間 Bioloav 定義 生物は別の特徴を持っ種へと進化する - ウマの育種と進化は同し ? 一足のいウ , 同士を ウマの中から優秀なオスと優秀な メスを選び出してかけ合わせる 「育種」は進化や遺伝のしくみが明 らかでない頃から行われていた。 足の速いウマ 足の速いウマ 足の速いウマ 自然界でも " 育種 " か行われる 子をつくらせない育種による選別と同じような選択 が自然界でも行われている。それ をダーウインは淘汰と適応による 自然選択と考えた。 足の遅いウマ もっと知りたい 0 、 進化不可逆の法則 進化論を元にフランスの生物 学者ドロが考え出したもの で、進化によって一度失われ た形質は、他の器官で代用さ れることはあっても、同じも のヘ再び進化することはな 、という学説です。 人間の進化の痕跡 人体にも、進化してきた痕跡 と思われるものが存在してい ます。尾てい骨は尾の痕跡で あり、盲腸は草食だった頃の 痕跡です。親知らずも顎の骨 が小型化したことで不要に なった歯なのです。 149

3 時間目 / 生物の時間引ー 00Y 定義 発現しない遺伝子も次世代に引き継がれる ・エンドウマメの遺伝における分離の法則 0 ロ 0 ロ 0 ロロ ペアの遺伝子か 分離する 両親から一つずっ受け継 いだ遺伝子は、次の世代 に伝える際には 2 つにわ かれ、それぞれ一つずつ が子に伝わる。 親にはなかった 形質が発現 AA と aa の遺伝子を持つ親を 交雑させた場合、新の遺伝 子型はすべて Aa となるが、 F2 において aa の遺伝子型が 再び発現する。 もっと知りたい 0 、 不完全優性 メンデルの例外の 1 つ。優性 と劣性の関係が不完全だと、 対立形質をかけ合わせた時に その中間の形質が発生しま す。赤色と白色のマルバアサ ガオを交配すると桃色の花が 生じるといった例があります。 補足遺伝子 2 種類 ( もしくはそれ以上 ) の対立遺伝子が補い合うこと で形質が発現するもの。ス ィートピーでは色素の元をつ くる遺伝子とそれを色素に変 える遺伝子が揃った時のみ花 が紫色になる。

3 時間目 / 生物の時間 BioIoav 定義 遺伝をつかさどるのは遺伝子 ・子への遺伝 母親 父親 遺伝子を用いて生物の 形質か伝えられる 両親から子へと形質を伝える ための因子である遺伝子は生 物の設計図といえる。 遺伝子 B 遺伝子 A 遺伝子 A と B の形質を引き継ぐ ・形質の現れ方 発現する形質は 法則に従う 両親から引き継いだ 2 種類の 遺伝子のうち、どちらの形質 が表に現れるかは、馬 4 ペ - ジ以降の法則に従う。 黒髪金髪 黒髪黒髪 子ども 親 もっと知りたい 0 、 修道院 当時の修道院は安定した資産 を背景に、教育機関や研究機 関、そして医療機関としての 役目も担っていました。メン デルが所属した修道院も、他 に哲学者、数学者、鉱物学者 などが所属していました。 遺伝研究の歴史 昔から人類は、有利な形質を 持った作物の品種同士を交雑 させるなど、品種改良のため に試行錯誤を重ねてきまし た。しくみのわからないなり に、遺伝を活用する技術が使 われていたのです。 163

3 時間目 / 生物の時間 0 ー oqy 定義 真核細胞は核がしつかり守られている ■真核細胞の構造 外部から取り込まれた 細胞小器官 ミトコンドリアは原核細 胞が真核細胞に発展する にあたり、外部から取り 込んだ細菌の生き残りで あると考えられている。 トコンドリア 0 細胞核によって DNA を保護 D N A は酸素によって簡 単に破壊されてしまうた め、ミトコンドリアを取 り込んだ細胞は細胞核の 中に D N A を保護するよ うになった。 0 核 もっと知りたい 0 、 細胞共生説 生物学者のマーギュリスが提 唱した「ミトコンドリアや、 光合成を行う葉緑体は細胞内 に共生する外部細胞に由来す る」という説。これらの細胞 小器官は独自の z < を持 ちます。 細胞 多細胞生物は成長の過程で細 胞を分化させます。そして細 胞が骨や臓器などの役割を持 つようになります。人工的に 分化前の状態をつくり出し、 いろんな役割を担えるように したのが•-æc-D 細胞です。 147

1 時間目 / 物理の時間 Physics 定義 1 点に働く 2 つの力は 1 つの力に合成できる ■バチンコを上から見ると・・ ノヾチンコ 支点 づい 弾にかかるカ ( 4 と 6 の合カ ) 支点 ゴムが戻る力で 弾の威力と飛ぶ方向が 玉を発射する 平行四辺形から求められる パチンコはゴムが縮む力を利用弾にかかる力のべクトルは、ゴ して弾を飛ばす。このように 2 ムの伸縮力を表すべクトルを 2 辺とした平行四辺形の対角線に つの力を合わせてできた力を合 力という。 なる。 もっと知りたい 0 、 トランポリンと合カ トランポリンで高く跳び上が れるのは、トランポリンの布 が下に伸びて戻る時の合力が 上向きに働くからです。より 高く跳ぶためには、布をより 大きくたわませて合力を大き くすることが必要になります。 つり橋と分カ 大きなつり橋は、非常に高い 支柱とケーブルによって支え られています。これは同じ重 さをケーブルにかける場合、 支柱が高く分力の角度が小さ いほど、ケーブルにかけるカ が小さくて済むからです。 033

2 時間目 / 化学の時間しら em ル v 定義 電子は原子核をめぐる どんな軌道でもとれるわけではない ■ポーアモデルによる原子 核の周りを電子が まわっている 原子は中心にほとんどの質 量が集中した原子核を持 ち、その周りを電子がま わっている。電子のとりう る軌道は決まっている。 e- 電子 e- 電子殻 ・ポーア以降の原子モデル 原子核内には 陽子と中性子がある 円 32 年には原子核には正 の電荷を持つ陽子と電荷を 持たない中性子があること が判明した。電子は陽子に 対応し、負の電荷を持つ。 十一電荷 電子 中性子 0 もっと知りたい 0 、 シュレディンガー方程式 量子力学の基本となる方程 式。これによりポーアのモデ ルよりもさらに詳細な電子の 軌道が描き出されました。原 子にこの方程式を適用する と、電子の軌道を求めること ができます。 電子は確率的に分布 電子は決まった場所ではな く、複数の軌道に確率的に分 布していることがわかりまし た。また、陽子と中性子がク オークとい , っさらに小さい粒 子からできていることも判明 しています。 1 03

1 時間目 / 物理の時間 Physics 定義 流・磁界・カの向き」を、 指を使って表す法則 ・フレミングの左手の法則・右手の法則 フレミングの 左手の法則 ( アンペールのカの場合 ) 左手の人差し指と中指を垂 直に立て、親指から順番に 「カ・磁場・電流」となる。 磁場 カ 電流 フレミングの 右手の法則 ( 電磁誘導の場合 ) 右手の親指、人差し指、中 指を垂直に立て、親指から 順番に「導線の動く方向 磁場・誘導電流の方向」に なる。 磁場 動 き 誘導電流 もっと知りたい 0 、 スビーカー スピーカーは、コーン紙 ( 振 動板 ) 、コイル、磁石から成 り立っています。コイルに電 流を流して発生する力でコー ン紙を震動させます。このカ の向きは、フレミングの左手 の法則で説明できます。 エレキギター エレキギターについているマ イクは磁石とコイルからでき ています。鉄でできた弦を弾 くと、振動によって磁石の磁 場が変化し、コイルに電気が 発生します。これはフレミン グの右手の法則です。 065