さん せい 0 酸性雨が降るとどうなるかアサガオの花は , 酸 性雨 pH4.3 以下の雨にふれると , 色が消えて白いは 、 p Ⅱ 7.0 ( 中性 , p Ⅱ 7.0 未満は酸性 と 大気中の二酸化炭素が雨水に溶 0 酸性雨とは ん点が出てくるので , 酸性雨を調べるときによく けこんでいる場合 , きわめて弱い酸性を示すのが 使われる。葉にも白いはん点が出てきてそのうち ビーエイチ ふつうである。しかし , 酸性の度合いが進み , pH 茶色になってくる。酸性の雨が降ると , 植物や樹 p. 474 参照・」 が 5.6 以下になると酸性雨となる。酸性雨は雪の 木はいたんでやがて枯れてしまう。 pH が 4.0 台 ふく どじよう 場合も含まれ , 発生源として , というのはひどい酸性雨と考えてよい。土壌は酸 ①石油や石炭の燃焼 , ②火山ガスに含まれている 性化してしまい , 土壌中の栄養分も溶け出して特 はいき いおう 二酸化硫黄 , ③硫黄や窒素を含む自動車の排気ガ 別な細菌しかすめなくなり , 樹木は育ちにくくな ス ( 硫黄酸化物や窒素酸化物 ) などがある。 ってしまう。ヨーロッパやカナダで , 酸性雨によ あ ほう これらが降っている雨つぶにとりこまれて , 亜 って 15 ~ 60 % の樹木が枯れてしまったことが報 しようさん 硫酸・硫酸・硝酸などに変化すると , 強い酸性を 告されている。 りゆうしじよう 示すようになる。また , 気体や粒子状の大気汚染 また , 酸性雨はコンクリートや大理石をとかし ぬま ぶっしつ 物質が , 地表や建物・湖・川・沼などに降り注ぎ たり , 鉄などの金属をさびさせてしまうので , 建 いさん どうぞう 変化すると強い酸性を示すようになる。これらの 物や公園にある銅像など , 大切な文化遺産をいた 大気汚染物質が直接 , 地表や建物・湖・川・沼な めてしまうこともある。 げんしよう かんせいちんちゃく どに付着する乾性沈着という現象も起きている。 0 酸性雨に対する世界の取り組み雨が酸性に なっているということがわかったのは 1872 年で いおう、 -H 二酸化硫黄 ある。それから 100 年もたって , 森の木が枯れる のは , 酸性雨が原因であるとわかった。 ある国で排出されたガスが遠くの土地に流され ていき酸性雨を降らせる。このため , ノルウェー ていあん の提案により , ヨーロッパの国々で 1979 年に ちょうきよりえっきよう じようやく 「長距離越境大気汚染条約」を決め , また 1980 年にアメリカとカナダも同じような協定に調印し 森林が枯れる かんこく た。日本にも中国や韓国から硫黄酸化物ガスがや は酸性雨は空中鬼とよはれる いんが ってくるが , それと森林の衰退との因果関係が明 ほんかくてき らかでないので , 酸性雨に関する本格的な協定や じようきよう 条約がまだできていない状況にある。 にさんかたんそ さんせいしめ じゅ げん ねんしよう ちっそ さいきん りゅうさん おせん 自然から 央山 窒素酸化物 硫黄酸化物 人間活動から ロロロロロ ちっそ はいき 排気ガス 魚がすめない湖 äi 酸性雨 利尻 4.82 / 4.83 / 4.85 平成 13 年度 / 14 年度 / 15 年度 囲図中の数値は pH 値を表す。 7 6 5 4 3 2 1 0 竜飛岬 4.63 / ー / ー 中 酸 新潟 4.64 / 4.63 / ー 佐渡関岬 4.61 / ー / ー 倉敷 4.52 / 4.65 / ー 落石岬 4.87 / 4.90 / 4.88 札幌 4.71 / 4.73 / 4.76 ののたけ 箟岳 4.63 / ー / 4.77 筑波 4.62 / 4.60 / 4.61 市原 4.64 / 4.89 / ー 川崎 4.73 / 4.82 / ー 犬山 4.38 / 4.58 / 4.63 名古屋 4.57 / 4.88 / ー 京都八幡ー / 4.62 / 4.67 大阪 4.55 / 4.75 / ー 尼崎 4.68 / 4.61 / 4.71 小笠原 5.10 / 5.11 / 5.04 酸性雨でとけた銅像 0 隠岐 4.77 / ー / 4.80 松江 4.91 / 4.58 / ー 宇部 6.25 / 6.00 / - 対馬 ー / 4.66 / 4.83 ~ ' 小郡 4.77 / ー / 4.85 大牟田 5.48 / 5.64 / ー 0 ゆすはら 檮原 4.84 / 4.74 / 4.76 倉橋島 4.61 / 4.34 / 4.48 奄美 5.03 / ー / ー / G 酸性雨の状況 ( 環境省 ) 646 ■科学技術の進歩と環境の保全 酸性雨で枯れた森林 か

2483.8 : 1231.06 2531.6 ー 1253 . 68 2597.4 ー 1295 .00 24 を発表した論文に示された原子量は , 実測値に基 もと じっそくち ろんぶんしめ 原子量を定めなければならなかった。この原子説 説を提唱したが , 原子説を確実なものにするには , かくじつ ていしよう 0 ドルトンの原子量 1803 年 , ドルトンは原子 げんしぶんし 原子や分子グ量は どう決たグだろうか 原子量の考え 繆究の ( 0 メ ぶっしつ りゅうし 原子や分子は粒子であることがわかっていて も , その重さについて一定の値がなければ , りかい づいた相対量が 示されていた。 しかし , 1808 年 に発行された しんたいけい 「化学の新体系」 では , すべて整 数になっていた。 かせつ 兀 水 ちっ 窒 炭 さん 酸 リ 素 そ 素 そ 素 素 そ 素 ン 1803 年 1808 年 1 4 . 2 4 . 3 5 . 5 ドルトンの原子量表 1 5 5 7 9 0 プラウトの仮説イギリスのプラウト (W. Prout, 1785 ~ 1850 ) は , 1815 年に発表した論文 の中で , 「各元素の原子量は水素の原子量の整数 倍である。」という仮説をたてた。 この仮説は , すべての元素は水素原子からできているというこ とを前提にしていた。 0 ベルツェリウスの原子量の測定ドルトンの 発表した原子量とプラウトの仮説を比較すると , あたい プラウトの仮説は実験の値とよく一致していた。 どくじ しかし , ベルツェリウスは , 原子量の測定を独自 ひかく いっち で行っていて , 2000 以上の化合物の組成を測定し きじゅん た結果 , 酸素を基準 ( 0 = 100 ) とした原子量を発表 した ( 1826 年 ) 。そして , 次のような値を示し , プ ラウトの仮説は正しくないとした。 炭素の原子量ー 76.438 = 12 . 23 水素の原子量 - 6.25 しかし , フランスのデュマ (). B. A. Dumas, 1800 ~ 1884 ) たちは , 炭素の原子量は酸素を基準 として , 75.02 であることを見いだし ( 1840 年 ) , 炭素の原子量ー 75.02 = 12 . 003 水素の原子量ー 6.25 しゅちょう として , プラウトの仮説が正しいと主張する化学 者もあった。したがって , 当時は , 元素の原子量 については , その決め手がなく , 原子説にまで不 じようきようはってん 信をいだく状況に発展しそうになっていた。 とういつ 台原子量の統一とその意味 0 原子量の統一ヘアメリカ化学会やドイツ化 学会なども原子量の確定にとり組み , 次のような 勧告がなされた。 ひょうじゅん こくさい せつりつ ①原子量の標準化のための国際委員会の設立 さんそきじゅん ②酸素基準 ( 0 = 16 ) の採用 そして , 1902 年に , この国際委員会作成の世界 物質を正しく理解できない。原子や分子の量はどのよう に決められたのだろうか。 かくてい かんこく さいよう 元素 酸素 0 水素 H 窒素 N 炭素 C リン P 硫黄 S 銀 Ag 金 Au 水銀 Hg 鉛 Pb いおう なまり は p. 391 参昭 ベルツェリウ : 現在の (O = 100 . 00 とする ) スの原子量ー原子量 100 . 0 6 .636 79.54 75 . 1 167.512 201.00 2688.17 100.00 6 .300 87 .544 75 .063 193 . 56 200.38 674 .88 1 . 000 1 .053 0 .909 1 .000 0 . 865 1 . 003 3 . 983 1 .880 2 .019 2 .006 この表に示されている R の値は , 次のようにして求めたものであ ベルツェリウスの原子量 現在の原子量 表の中の銀のの値が 4 に近か ったり , 水銀や鉛のの値が 2 に近かったりしている。これは , ベルツェリウスが , これらの金 属の酸化物に含まれている原子 わりあい 数の割合を正しくとらえていな かったためであると考えられる。 例えば , 銀の酸化物は Ag20 で あるのに , これを AgO とした ためである。 ベルツェリウスの原子量表 ( 1826 年 ) 初の国際原子量表がドイツ化学会誌 じよう 上に発表された。 げんざい じゅんせいおうよう その後 , 現在の国際純正応用化学 連合 (IUPAC) も設立された。 0 炭素基準の国際原子量 1913 年 , どういたい イギリスのソディによって同位体の は p. 387 参照 考えが明らかになった。そして , 酸 こんごうぶつ 素は 3 種類の同位体の混合物である ことがわかり , 何を基準にするか再 検討された。原子量委員会のメンバ ーの一人であったニールが , 新しい ていしよう し たんそ さい けんとう 基準として 1 ℃ = 12 を提晶し , 1961 394 ■化学

この海風と陸風の交代する朝とタ方に , 風がびた 小さい風 , 大きい風 あさなぎゅうなぎ りとやむ時間がある。これが朝凪・タ凪である。 しの さんぶく 部屋のドアをあけたときにそっと忍びこむ静か 山谷風・・・日中 , 山腹は太陽の光を受けて , 空気 とつぜん な風 , 運動場に突然まい上がるつむじ風 , 海岸で はあたためられて軽くなり上昇する。そこへふも かいふう りくふうていきあっ 見られる海風・陸風 , 低気圧や台風にともなう暴 とから気流が流れこみ , 谷風が発生する。夜にな きせつふう 風 , 冬の季節風など地球上には小さい風・大きい ると山腹の空気は冷えて下降気流となり , 山風を しめ 風 , 弱い風・強い風 , あたたかい風・冷たい風 , 湿 発生させる。谷の下流に平地が開けていると , 山 かわ ふ けいこう った風・乾いた風などさまざまな風が吹いている。 風が強まる傾向がある。 0 小さな風冬に室内温度がかなり上がってい 0 大きな風台風や温帯低気圧にともなう風は , るときに窓をあけると , 外から冷たい風が入って 水平方向に数 10 km から数 100 km におよぶ大 はんい くる。しかし , 室内にはもともと空気がつまって きな範囲の風である。気圧の低い所には激しい上 いるはずだから , さらに空気が入ってくれば室内 昇気流が発生しその周辺から気流が入りこむこ ぎやく こうきあつじようたい は高気圧状態になって , 空気は逆に外におし出さ とによって発生する。 れるはずである。実は入ってくる冷たい空気に見 0 地球規模の風 1 年を周期として発生する季 合う分のあたたかい空気が , 外におし出されてい 節風 ( モンスーン ) は , 大陸と海洋とで発生する空 せんこうけむり たいおう るのである。これは図のように線香の煙を使って , 気の流入で , 海風・陸風に対応する地球規模の大 ちゅういどへんせいふう 簡単に確かめることができるので実験してみよう。 きな風である。また , 中緯度の偏西風や赤道をは ぶたい ら西から東へ吹い ( いる ぼうえきふう 小さな風の例・・・舞台風 , 地下鉄風 , つむじ風 さんで吹いている貿易風は , ほとんど 1 年中吹い ら偏東風ともいい北東の風 ( つじ風 ) , ビル風など。 ている。この風は , 地球の極地方の冷たい空気と , らいう たつまき こうかん ゆそう 0 局地的な風竜巻や局地的雷雨などで発生す 赤道地方のあたたかい空気を交換する輸送の役を はアメリカではトルネードというやまたにかぜ る風は水平方向に 2 ~ 20 km, 海陸風や山谷風な になっている。 どは 20 ~ 200km ほどの規模の風で , 局地風とよ 谷風 ばれている。 海陸風・・・おだやかな天気のよい日に海岸へ行く おき と , 日中は沖から , 夜には陸から風が吹くことが 多い。これは海風 , 陸風とよばれている。ふつう は海風のほうが陸風より強い。 昼間 , 太陽の光を受けると , 陸地のほうが海洋よ じようしよう りあたたまりやすく , 陸地では上昇気流が発生し 海洋の空気がそこに流れこみ , 海風を発生させる。 れいきやく 夜間は陸の冷却のほうがはやく , 冷えた空気が 海へ向かって吹き , 陸風を発生させるのである。 ふう まど はげ きぼ かんたんたし きぼ ☆ 夜 放射 山風 : 山腹に 冷えやすい 昼 山風 ☆ ☆ ☆ 谷 冷えにくい 陸風 夜 谷風 ょ山腹 あたたまり やすい 谷 あたたまりにくい 海風昼 上昇する あたたかい空気 ( こ ) ☆ 第 ☆ ☆ 上昇する あたたかい空気 下降する 下降する 冷えた空気陸風 海風羚えた空気 寺 陸低 陸 ミ日 大陸 大 1 本の線香は , あけた窓の下部に 他の 1 本は上部にかざしてみる。 煙は , 下部は室内に , 上部は外へ 出ていくことから , 空気の流れを 観察することができる。 低 暖気 平洋 けむり 下ヌも 線香 南東の風 冬の季節風 第 2 章天気の変化■ 231 夏の季節風 室内の風

ひかりくっせい せんたん 先端を 切りとる スズはく 光 幼葉しようの先 先端を切断し , 先端をスズはくで 端に光をあてる 光をあてる 包み , 光をあてる 光の方向に屈曲する 屈曲しない 屈曲しない ダーウインの屈性の実験 ( 模式図 ) この実験から , 芽生えが光を感じる部分は幼葉 せんたん くっきよく しようの先端にあり , 屈曲するのはその下の部分 ( 明 ) であることを明らかにした。 くっせーー オーキシンと光屈性 0 植物ホルモンの発見ダーウインの研究後 , 0 植物ホルモンの利用植物ホルモンの 1 つで プラウ , ポイセン = イエンセンなどが実験をくり なえびようきん あるジべレリンは , イネのばか苗病菌から 1926 年 返し行い , ついにアメリカの植物学者ウェントが イネをむたに伸はせるカヒ、」 くろさわえいいち やたてい に黒沢英一によって発見された。その後 , 藪田貞 オランタ生まれお 植物にもホルモン ( オーキシン ) があり , これが屈 じろう ちゅうしゆったんり 治郎らによって抽出・単離が行われ , ジべレリン 性を起こすことを発見した ( 1928 年 ) 。 抜き出すことイ」 し純粋な物として分離すること と名づけられた ( 1935 年 ) 。 ポイセン = イエンセンの実験・・・ 1910 年 , デンマ じゅせい の ジべレリンには , 茎や葉を伸ばす , 受精なしに ークのポイセン = イエンセン ( 1883 ~ 1959 ) は , カ かじつ きゅうみん 果実を大きくさせる , 開花をはやめる , 休眠中の ラスムギの芽生えを使って下図のような実験を行 種子を発芽させるなどのはたらきがあり , 植物成 ちょうせいぎい い , 植物ホルモンの発見に貢献した。 長調整剤として最もよく利用されている。ブドウ / 光 / 光 の開花前に , コップにジべレリンを人れて花をひ しより たす処理をし , 種なしの果実をつくり , 開花後に ② ③ もう一度処理をして果実を大きくするという , 種 なしプドウをつくるのに利用されている。 うんも 幼葉 雲母を : 寒天を らテラウェアなど 雲田を . しよう } - はさむ : はさむ はさむ せんたん 先端を 先端を切り , 雲田片を光の雲母片を光の 切りとる 寒天をはさむ くる方向の反くる方向には 対側にはさむさむ 曲がらない曲がる 曲がらない 曲がる せんたんせつだん 〔ま験解説 : 〕①幼葉しようの先端を切断すると , 光 をいくらあてても曲がらない。 ②幼葉しようの先端を切断し , その間に寒天やゼラ チンをはさんで幼葉しようの先端をのせておくと , 光の方向に曲がる。 ( 寒天やゼラチンを通り抜ける ) ③幼葉しようの先端に近い部分で , 光のくる方向の うんもへん 反対側に雲母片をさしこむと , 光をあてても曲がら ない。 ( 雲母片を通り抜けない ) ④③と同じように , 雲母片を光のくる方向にさし こむと , 光のくる方向に曲がる。 0 オーキシンと光屈性図のように , 光が一方 向から植物にあたると , 先端から下方へ送られる 植物ホルモンであるオーキシンが光のあたってい いどう のうど ない側に移動する。茎の中のオーキシンの濃度が 光のあたっている側はうすく , 反対側が濃くなる。 そのため , 暗い側の成長が明るい側よりも上回る くっきよく ので光の方向に屈曲する。 光 オーキシ のうど ンの濃度 がうすい ( 明 ) →→ ( 暗 ) 光 成長小 オーキシ ンの濃度→ が濃い ( 暗 ) 成長大 ようよう ( 明 ) こうけん ① ④ しぜんせんたくせつ 自然選択説ー - ーターウイン イギリスの博物学者ダーウイン (). R. Darwin, そっぎよう 1809 ~ 1882 ) は , ケンプリッジ大学を卒業後 , 博 きようみ そくりようせん 物学に興味をもち , 海軍の測量船ビーグル号に学 者として乗り組み , 1831 ~ 36 年まで南太平洋を周 ちしっちょうさ 航し , 生物や地質の調査などから , 生物進化を確 しん ロ 0 じゅうじ 帰国後研究に従事し 1859 年に「生物はいろい じようけん ろな変異をもっ子を多数生み , この中で生活条件 せいぞん てきおう をめぐっての生存競争が起こり , より適応した形 しつ かんきよう 質をもっ個体が生き残り , 自然環境による選択が 代々積み重ねられて進化が起こる」という自然選 かれちよしよしゅ きげん 択説を , 彼の著書『種の起源』の中で発表した。 第 2 章植物の世界■ 69 科学者 ぬ へんし、 こたい

400 380 360 340 320 300 280 那覇 260 240 札幌 つくば 鹿児島 じっ ちょうさ はかい 大気中のオゾンは急激に減少してしまい , 降り注 げんしよう きゅうげき にこわし , 酸素分子にしてしまう。そのために さんそ び出して原子 1 個が数万個ものオゾン分子を次々 が , これに紫外線があたると活発な塩素原子が飛 しがいせん 化合物のフロンはこわれにくく安定な物質である 態をとらえた。もともと , 炭素とフッ素と塩素の ( NASA ) のオゾンホール調査グループがその実 は , 1987 年のことである。アメリカ航空宇宙局 うちゅう フロンという物質であることがつきとめられたの 0 フロンオゾンを破壊する最大の原因物質が げんいんっしつ äi 日本のオゾン量の経年変化 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 年 ぐ紫外線の量がふえる。 酸素原子 0 00 一酸化塩素 酸素分子 酸素分子 0 塩素原子 0 0 オゾン はかい しがいせん 紫外線 フロンによるオゾンの破壊 ( 気象庁 ) いつばんどくせい じようはつ フロンは一般に毒性はなく , 蒸発しやすく燃え だんねつざい れいぞう ないなどの利点から , 冷蔵庫や断熱材 ( ウレタン ふんむざい はんどう フォーム ) , クーラー , スプレーの噴霧剤 , 半導 たいせんじようぎい 体の洗浄剤など広く使われていた。しかし , オゾ しゅうかく ン層の破壊により , 農作物の収穫量の減少や皮膚 はくないしよう えいきよう がん , 白内障といった人体への影響があるため , きんし 現在は国際的にもフロンの回収や使用の禁止など きせい の規制を強めている。 さいたく 1987 年にモントリオール議定書が採択され , 特定フロンの生産や消費が 1995 年に打ち切られ そう だいたい た。また , 代替フロンも 2020 年に原則全廃が決 げんそくぜん一れ、 わ められた。 0 我が国における法規制 日本でもモントリオ ール議定書における決議にしたがい , フロン回収 ふ を目的とした法律の制定に踏み切った。 フロン回収破壊法・・・正式名称は「特定製品に係 じっし るフロン類の回収および破壊の実施の確保などに 関する法律」で , 2002 年 4 月に施行された。冷 蔵庫や自動車などのェアコンに使用されているフ ロンが対象で , 冷蔵庫は家電リサイクル法 , カー 、 2 ( 用 1 年 4 月施行 ェアコンは自動車リサイクル法にしたがい , 消費 ら 2 ( Ⅱ ) 5 年一月施行 ふたん 者が負担する形で回収・破壊する。 よぼうさく 0 紫外線に対する予防策オゾン層の破壊によ とうたっ り , 地球上に到達する紫外線の量が多くなる。そ こで , 紫外線に関する情報を発表し , 注意をよび かけている。 じようほう 紫外線情報・・・世界保健機関 ( WHO ) が始め , 気 しようちょう 象庁により発表される紫外線に関する情報で , 有 害紫外線指数 ()V インデックス ) という 0 から すうち 13 までの 14 段階の数値で表す。 かくほ き しがいせん 帽子を利用しよう。 必ず , 長そでシャッ , 日焼けどめクリーム , 日中の外出はできるだけ控えよう。 クリーム , 帽子を利用しよう。 できるだけ , 長そでシャッ , 日焼けどめ 日中はできるだけ日かげを利用しよう。 い・・・安心して戸外ですこせる。 きょ ( たん 1 + 極端に強い 非常に強い 6 ~ 7 強い 3 ~ 5 中程度 1 ~ 弱 ちが たいきけん 自然環境とその保全について考えてみよう・ 645 に代替フロンも原則全廃が決議された。 げんそくぜんばい るので , モントリオール議定書により , 2020 年 フロンは京都議定書における削減対象となってい さくげん 酸化炭素の数 100 倍以上であるといわれる。代替 さんかたんそ しかも , 地球をあたためる効果は , 少なくとも二 に 室効果をおよばし , 地球温暖化を助長している。 こうか おんだんか オゾン層の破壊を抑制できるが , 一方で強力な温 よくせい 消滅しやすい。特定フロンと違い , 代替フロンは しようめつ まないか , 水素を多く含み , 大気圏に達する前に をもっているが , 代替フロンそのものは塩素を含 えんそふく ある。代替フロンは特定フロンとほば同様の性質 せいしつ こで , 代替品として生産されたのが代替フロンで 定フロンとよばれ , オゾン層を破壊してきた。そ はかい (CFC) であり , 従来生産されていた CFC は , 特 じゅうらい フロンの正式名称は , クロロフルオロカーボン めいしよう 発展研究 代替フロン だいたい t Ⅳインデックスに応じた紫外線対策

かせきねんりよう ちくせき 0 化石燃料と火力発電石炭 , 石油 , 天然ガス 化学工ネルギーとして蓄積したものが化石燃料で すいじようき ある。例えば , 石炭は数 100 万年前の植物が地中 を燃やし , 水蒸気を発生させて , 発電機を回し発 びせい で炭化したものであり , 石油や天然ガスは , 微生 電している。それは , 過去 , 地中に蓄積された太 こうあっ ぶつ 物などのはたらきで有機物が高温・高圧で変化し , 陽エネルギーをとり出していることになる。 ちくせき かんきよう えいきよう 炭素成分が蓄積されたものである。 0 環境への影響化石燃料の大量消費は , 大気 はいしゆっ 液化天然ガス ( LNG ) ・・・天然ガスはメタンを主 中に大量の二酸化炭素を排出することになり , 地 l*Liquefied NaturaI Gas の路 成分とし , 油田地帯やガス田地帯から産出される。 球温暖化の原因の 1 っとされている。 れいきやく これを一 162 。 C まで冷却すると液化天然ガスが得 しげん いおうふく 動エネルギー資源 られる。天然ガスは硫黄を含まず , 燃焼させても いおうさんかぶつ えきか 硫黄酸化物を発生しない。液化すると体積が小さ 環境への負荷が少ない、」 ゆそう かのう 0 エネルギー資源エネルギーを得るための資 くなり , 遠い消費地へ船での輸送も可能となる。 わ ひざいらいがた しげん 源をエネルギー資源とよぶが , 我が国では化石燃 メタンハイドレート・・・非在来型の天然ガス資源 りよう っしつ 料 ( 石油 , 石炭 , 天然ガス ) と核燃料 ( ウラン ) が主 の 1 つで , 氷にメタンが溶けこんだ物質で , 人工 原子燃料ともいう たいせき となっている。 のものは白いが , 天然のものは堆積物や岩石にう 0 新たなエネルギー資源化石燃料や核燃料の もれているため , 土のように黒く見える。エネル ちくせきがた かっせい ような蓄積型エネルギーは枯渇性資源とよばれ , ギー源となるメタンをとり出したとき , メタンは かんきようおせん きゅうしゅう たんそ 環境を汚染したり , いずれ消費しつくしてしまう 大気中の熱量を二酸化炭素よりも吸収するので , おんだん ことになるなどの課題がある。そこで , 水と酸素 大気中へ放出されたメタンにより , 地球温暖化が は p. 651 参照 を用いた燃料電池などの新たなエネルギー資源の さらに加速するとの問題点も抱えている。 は p. 453 , 629 参照 開発が進められている。 さいくつ 採掘によってとり出されたもの また , 太陽エネルギーや風力エネルギーのよう ひちくせき な非蓄積型のエネルギーは , 使いっくすことがな とくちょう はいしゆっ く , 二酸化炭素を排出しないという特徴をもつ。 太陽光発電は , 太陽からの光エネルギーを電気工 へんかん ネルギーに変換する発電方式で , 例えば , 個人の 住宅の屋上にパネルを設置するなど広く行われる ようになってきた。 げんいん かせきねん かか 水深 1000 ~ 1500m で・こ なんゃぐしにん 軟弱地盤 約 200 皿 メタンハイ 、岩盤レート層 は p. 62 ド参照 ち っ = せ三 メタンハイドレート とうごうこくさいしんかいくっさくけいかく 統合国際深海掘削計画 ( IODP ) 発展研究 日本・アメリカ・ヨーロッパなどが共同で進める 国際的な科学深海掘削計画が , 統合国際深海掘削計 画である。この計画は , 得られたコア ( 堆積物や岩 けず かいせき 石の試料 ) の解析やコアを削りとったあとにできる きぽかんきよう くっさくこう けいそく 掘削孔を利用した計測を通じて地球規模の環境変動 , みちせいぶつけん じしん 地震発生メカニズム , 海底下に広がる未知の生物圏 そうせい かいめい などの解明を進め , 新しい地球・生物科学の創成を 目ざす。日本のライザー掘削船「ちきゅう」とアメ リカのライザーレス掘削船 ( ノンライザー船 ) を中心 おう とくていにんむ とし , 目的に応じて特定任務掘削船も運用していく 国際科学プロジェクトである。 高さ 112m の掘削やぐ 地球深部探査船「ちきゅう」 らを備えた全長 210m , 総トン数 5 万 7087t の船。 地球にはどんな資源があるのだろうか■ 633 たいせき C)I()DP/JAMSTEC

ると , その角度が約 109.5 。であり , 六角形がすっ ばり入るような形になっているのである。このこ とが雪の形を六角形にしていると考えられ , 雪の けっしよう りゆうし じようほう 結晶から水の粒子についての情報が得られる。 0 プラウン運動にイギリスの植物学者プラウ かくにん よる分子の確認ン ( R. Brown 1773 ~ 1858 ) けんび は 1827 年に , 草花の花粉を水の中に入れて顕微 きよう びりゅうし 鏡で観察すると , 花粉から出てくる微粒子がたえ ふきそく ず振動して , 不規則に動いていることを発見した。 しんどう この運動をプラウン運動という。 すいしよう その後 , 花粉以外にも血球や水晶および硫黄の 微粉末も同様の運動をしていることがわかった。 げんいん プラウン運動の原因・・・ドイツの物理学者アイン シュタインは , 長い間わからないままになってい たプラウン運動の原因を 1905 年に明らかにした。 プラウン運動の原因は , 花粉などの粒子に向か しよう って , 粒子のまわりの空気や水の分子がたえず衝 突していて , さまざまな角度や勢いでの衝突によ いおう いきお とつ 20 世紀最大の科学者一一アインシュタイン アインシュタイン (Albert Einstein, 1879 ~ 1955 ) は , 南ドイツのウルムにユダヤ人の長男として生ま さい あっか と ギムナジウム中退後はスイス連邦工科大学を受験 れんぼう えが後に相対性理論をつくることになる。 そうたいせいりろん うに見えるのか」ということを考え始めた。この考 このころから「光を光の速度で追いかけたらどのよ しまう。しかし , 学問への関心はいっそう強くなり , る。」とまでいわれたこともあって , 結局中退して ちゅうたい 先生には「君がいるだけで , 私の権威が損なわれ けんい て学校は楽しい所ではなかった。友だちもおらず , ギムナジウム ( 高等学校 ) に進学しても , 彼にとっ かれ も下手なので , 先生からの印象はとても悪かった。 上位だったが , 暗記が苦手で , コミュニケーション わり者扱いされなかまはずれにされていた。成績は せいせき 小学校に入っても , 同級生たちと打ち解けず , 変 りしている性格に育っていった。 せいかく た。興味を持ったことにのめりこんで , 考え事ばか きようみ ( 船などで方位や進路をはかる道具 ) を不思議に感じ 子だったが , 5 歳のときに父からもらった羅針盤 らしんばん 時代をすごした。一人遊びを好む無ロでおとなしい れた。 1 歳のときにミュンヘンに移り , ここで少年 するが一度失敗し , 1 年 間州立学校に通って , 再 ど 度受験して合格した。大 こうぎ 学でも気に入った講義し か出席しなかったため , あや 卒業も危うかった。 彼は , 大学に残って学 者になりたかったが , だ やと きようじゅ れも雇ってくれる教授は さい アインシュタイン おらず , 就職できなかった。 2 年間臨時教員や家庭教 しようかい 師をして苦しい生活をしたのち , 友人の父の紹介で , ベルンの特許局にやっと就職することができた。 きせき しかし , この特許局時代に彼は奇跡的な業績を残 す。特許局の仕事を終えたあとに研究を行い , 1905 こうりようし とくしゅそうたいせいりろん 年 , 光量子論 , プラウン運動 , 特殊相対性理論に関 する論文を発表し , この年は物理学にとって奇跡の 年といわれる ( この 100 年後の 2005 年を世界物理年 みと に指定されている ) 。しかも , これらの論文が認め られ , 1911 年には , プラハのドイツ系大学教授 , 1912 年スイス連邦工科大学教授に迎えられた。 『プラウン運動』の理論により , 分子の存在が明ら あ かにされ , 量子論が注目を浴びるきっかけとなった。 『特殊相対性理論』は等速運動を行っている物体に 対しての光速度と時間の理論であり , 時間や空間に 対する考え方をまったく変えてしまった。さらに いつばん 1915 年には『一般相対性理論』として , より一般化 した理論を完成させたが , これを理解するのは , 世 なんかい 界で数人であろうといわれるほど難解であったため , 当時あまり注目を集めなかった。のちに光が重力に きやっこう よって曲げられることが確かめられてから脚光を浴 ぼうちょう び , 現在では , プラックホールや宇宙の膨張などの 基礎理論となっている。 1921 年にノーベル物理学賞を受賞し , 1933 年ュ はくがい のが ぼうめい ダヤ人迫害から逃れアメリカに亡命した。原子爆弾 せいぞう 製造にかかわったことを後年悔やみ , 1955 年ラッ かくせんそうぼうしせんげん セル , 湯川秀樹らとともに核戦争防止の宣言をした。 はめつ その 1955 年に彼はなくなるが , 「全体的破滅をさ けるという目標は , 他のあらゆる目標に優先されね ばならない」という彼の原則は今も生き続けている。 第 2 章物質と原子・分子・ 379 しゅうしよく りんじ とっきょ むか ばくだん く

0 カロリーという熱量 熱量を表すのに , カロ 例題で理解しよう ! リー ( 記号 cal) という単位がある。 1 cal とは , ジュールの法則 じゅんすい 「純粋な水 1 g の温度を 1 ℃上げるのに必要な熱 3 本の電熱線 A , B, は正確には 14 . 5 。 C の水 lg を 15.5 。 C に上ける 量」である。これを式で表すと , 次のようになる。 C を図のように直列に つなぎ , この回路に 2 熱量 = 1 x 水の質量 x 変化した温度 A の電流を流したら , 〔 cal) 〔 cal/g ・ OC 〕 電熱線 A, B, C のそ 上式で , 1 cal/g ・。 C は水の比熱である。 でんあっ れぞれの両端の電圧は 1 kcal= 1000 cal 2 V, 4 V, 6 V であっ B し Ca ] ( 大カロリー ) ( 表すこともある っしつ 0 比熱物質 lg を 1 ℃上げるのに必要な熱 た。また , 5 分間発熱させた。次の問いに答えな 勺 K 量 ( 単位 ca レ g ・。 C ) を , その物質の比熱という。 さい。 は ca レ g ・ K ともかく ら p. 500 参照 比熱が小さい物質ほど , 少ない熱量で温度変化 ( 1 ) 電熱線 A, B, C が入っているビーカーの水 が得た熱量は , それぞれ何 J か。 が大きく , 一定の熱量が出入りしたとき , あたた ( 2 ) A, B, C の抵抗の値はそれぞれ何 Q か。 まりやすく , 冷めやすい。 0 単位カロリーとジュールの法則電圧 1 V, ( 1 溌熱量 = 電圧 x 電流 x 時間 電流 1 A で 1 秒間電流を流したときの発熱量は , A : 2 x 2 X 300 B : 4 x 2 x 300 C : 6 x 2 >< 300 0.24 cal である。このことから次の式で表せる。 ( 2 ) 抵抗 = 電圧 + 電流 発熱量 0.24 >< 電圧 >< 電流 x 時間 2 V 〔秒〕 A : B : 2 A Q = 0.24 れ 上式において , 1 J = 0.24 cal としている。 6 V ひねつ C ていこう . 6 V 2 A 4 V 2 A 〔 cal) C . [ 解 ( 1 ) A ー 1200 J B ー 2400 J C -3600J (2)A ー 1 Q B ー 2 Q C ー 3 Q 電球の歴史 科学の広場 1792 年にイギリスのマードック ( 1754 ~ 1839 ) に た。安全灯は , 灯台用照明 , 工場や街路の照明とし よって石炭ガスによるガス灯が発明され , その後ロ て利用された。 ンドンの町にガス灯がともった ( 日本では 1872 年に エジソンい用語解説参照 ) が炭素線をフィラメント きよりゆうち よこはま 横浜の外国人居留地で初めて使用された ) 。 にした白熱電球を発明したのは 1879 年である。当 や 時 , 日本産 ( 京都付近 ) の竹を蒸し焼きにした炭素線 1812 年にイギリスのデービーい用語解説参照 ) が , 多量のポルタ電池を用いてアーク放電による人工の が最も良質であるといわれ , これを使って初めて産 業化した。この電灯事業を進めるために , 1882 年世 光を発生させ , 1815 年安全灯 ( アーク灯 ) を発明し せつりつ 界最初の発電所とエジソン電灯会社が設立された。 げんざい ていこうりつ 簽ま東 現在の電球は , 細いタングステン ( 20 ℃の抵抗率 え幸 オームメートル 0.000000055 Q ・ m) のフィラメントを使う。タングス ゆうてんひじよう きんぞく ヾ戸 1 ′ , プ「 1 テンは , くふう ふうにゆう の工夫で二重コイルが考案され , ガス封人や内部っ や消しなどにより , 今日の電球ができ上がった。 いつばん けいこうとう 最近では電球よりも蛍光灯のほうが一般に使われ ている。蛍光灯は , 1938 年アメリカのインマンによ ばんこくはくらん って実用化され , 翌 1939 年ニューヨーク万国博覧 会に多数点灯された。日本では , 1940 年に実用化さ ほうりゅうじこんどうへきがもしゃ れ , 法隆寺金堂の壁画模写の照明として用いられた。 第 3 章電流のはたらき■ 559 む りようしつ 「当イ 1882 年 ( 明治 15 年 ) , 日本で初めてアーク灯が東京銀座 3 丁目に試験的に点灯され , 人々を驚かせた。 かい ぎんざ

けんま や研摩材として用いることもある。 ・ホウ砂 ( 硼砂 ) 四ホウ酸ナト クらととも イギリスアメリカドイツ リウム十水和物のことである。 に量子力学 ・ホルンフェルス英・米・独 けっ Na2B407 ・ 10H20 の組成をもつ結 の構築に多 名の hornfels を日本名に訳さな しよう こうけん 晶で , これを熱すると溶けて結晶 大な貢献を いで , そのまま用いている。もと ホルン つの 水を放出してふくらみ , しだいに した。世界 はドイツ語であり , horn は角を , とうめい フェルス 収縮して , 無色透明のガラス状の 平和と原子 fels は岩石を表す。この岩石は , かた 球になる ( ホウ砂球 ) 。ホウ砂の水 力の平和利 ちみつで硬く , 割れ口が牛の角の ようえき 溶液は , アルカリ性を示し , 石け 用への貢献も多い。 割れ口に似ているので , ホルンフ ぼうふざい んに加えられたり , 食物の防腐剤 ェルスと命名された。英・米語で ・ポイル Robert Boyle ( 1627 ~ せんしよく として , また , 染色のときに弱い はホーンフェルスと発音する。 イギリスの物理学者・化 アルカリ性を必要とするときに用 学者。 12 歳のときヨーロッパに留 0 ポロニウム Po (polonium) いられる。 学し , 14 歳のときイタリアで学び , 1898 年 , フランスのキュリー夫 0 ホウ素 B (boron) 1644 年に帰国した。 1657 年 , フッ 1807 ~ 妻がピッチプレンド鉱から放射線 ちゅうしゆっ 1808 年にゲイ = リュサック (). L. クの助けを受けて空気ポンプによ を出す元素を抽出して発見した。 Gay-Lussac) が , ホウ酸の電気分 り真空をつくり , ガリレイの落下 この元素名は , キュリー夫人の故 かんげん 解やカリウムによる還元によって 運動の正しさを実証した。また , 国ポーランドにちなんでつけられ 得た。この元素名は , ホウ砂 空気の圧力と体積の関係 ( ポイル た。多量に得ることができないの borax から , イギリスのデービー の法則 ) を で , 化学的性質が不明確なところ こうたく (). Davy) が名づけた。金属光沢 明らかにし が多いが , テルルに似て , 銀白色 こうたく をもっ半導体であるが , 電気的な た。 1661 年 , の金属光沢である。 かいぎ 性質はまだよく調べられていない。 『懐疑の化 けっしよう ま行 この結晶は正 20 面体をつくり , 学者』を出 かた 多くの同素体があり , とても硬い。 版して , 錬 針金の直 0 マイクロメーター きんじゅっ うす 化学的には安定で , 酸やアルカリ 金術を化学 径や薄い板の厚さなどを精密に測 すいようえき の水溶液とはほとんど反応しない。 に移行させた。 定するときに用いる。ねじの歩み ほうそく しやめん 膨張率物質は一般にあたた ・ポイルの法則一定温度にお ( 斜面の応用 ) を利用したもので , められると膨張し , 冷やされると いて , 気体の圧力とその体積は互 100 分 測定物 収縮する。この割合を膨張率とい いに反比例するという法則である。 の 1 う。そしてこれには , 線膨張率と 1662 年 , ポイルによって発見され , mm ま 体膨張率があり , 例えば , 針金の 1676 年 , マリオット (). Mariotte) で測定 長さが長くなる割合が線膨張率で によっても独立に見いだされたの できる。 あり , 針金の体積がふえる割合が で , マリオットの法則とよばれる 0 マウス mouse 姿がネズミ 体膨張率である。体膨張率は線膨 めいしよう こともある。 ( p. 37D に似ているのでこの名称がある。 張率の 3 倍である。 ・ポインティングデバイス 画面上の矢印 ( ポインタ ) を移動さ ほうぶっせん C 放物線 = 2 ェ 2 のグラフは マウスをひっ pointing device せ , マウスのボタンをクリックす 放物線である。地上で , 上向きに くり返したような構造になってい ることでコンピュータに指令を送 投げられたポールが地面に落ちて る人力装置である。装置の上部に る入力機器である。裏側にあるボ くるまでにたどる道筋は , 放物線 球 ( ボール ) の一部が出ていて , ールが回転して移動方向や移動距 えが を描く。このように運動すること の球を指先でころがして入力位置 離などのデータを入力するものの を放物運動という。 を指示するものはトラックポール ほか , 裏にポールがなく発光器と とよばれ , 主にノートパソコンで 受光器をもち , 光学的に移動距離 ・ポーキサイトアルミニウム うすがた 使用されてきた。しかし , 薄型 などを検出する光学式マウスや余 の水酸化物を主成分とする岩石で , 化・軽量化のため , 最近はトラッ 分な接続ケープルをなくし , 赤外 アルミニウムの原料である。組成 クパッドに移行している。 線を使うワイヤレスマウスなどが は , 酸化アルミニウムが 40 ~ 70 ちが マウスと違って , 装置は動かさ ある。このほか , フット用マウス % である。主産地はオーストラリ スリーディ ずにすむので操作スペースのない や 3D マウスなどもある。 ア , ギニア , プラジル , ジャマイ たいか 所では便利である。 マウスの操作はマウスパッドの 力などである。そのままで耐火物 698 ■資料編 ほいる ~ まうヴ 1691 ) ⅢⅢⅢⅡⅢⅢⅢⅢⅢⅡⅢⅡⅢ れん いつばん ぼうちょうりつ

れいばい けっしよう 家庭用の電気冷蔵庫の冷媒などと その結晶からたえず放射線が発せ のものだという証明をし , のちの 電波時代の基礎を打ちたてた。文 して広く使われていた。化学的に られている はいけつ 安定であるため , 空気中で分解さ 学や語学にも優れていたが , 敗血 しんどうすう れずに残り , 上空にある成層圏に 症で短い一生を閉じた。振動数の めた。 1899 しがいせん かれ まで達すると , 太陽の紫外線を受 年 , 放射線 単位ヘルツは彼の名にちなんでつ けて分解され , 大量の塩素原子を の磁界にお けられた。 放出している。世界的にフロンを ける現象か ・ヘルムホルツ Hermann ぜんばい 全廃することが決められたが , ら , 放射線 von Helm- Ludwig Ferdinand りゆうし れは , 我々の地球を紫外線からま は帯電している粒子であることを holtz ( 1821 ~ 1894 ) ドイツの もっているオゾン層をフロンの分 発見した。 物理学者。 解でできた塩素原子が破壊してい ジューノレの ・ヘリウム He (helium) かいき るからである。 ( p. 645 ) 1868 年の皆既日食のとき観測さ 研究を発展 ぶんしかんりよく ・分子間力分子と分子との間 れた太陽のコロナのスペクトルに , させてエネ にはたらく力をいう。一般に分子 未発見の元素があることがわかっ ルギー保存 たが は接近すると互いに反発する力を の法則を打 た。この元素は , 太陽にある金属 およばし合うが , 逆に少し離れた と考えられ , ギリシャ語 helios ( 太 ちたてた。 ときは互いに引力をおよばし合う。 ポッダムに生まれ , 幼いころから 陽 ) から名づけられた。その後 , 分子が電気的に中性であっても , 数学がたいへん得意だった。家が 1895 年 , イギリスのラムゼー (W. 分子の間には引力がはたらく。 貧しかったのでプロシアの軍医と Ramsay) は , このヘリウムが大 びりよう の引力を分子間カ , またはファン = 気中にも微量存在する希ガスであ なり , 生理学について研究した。 デル = ワールスカともいう。 その後 , 物理学・化学・気象学な ることを確認した。最も液化・固 はば へいねんち 化しにくい物質で , 化学的に非常 ど幅広い研究をし , ベルリン大学 ・平年値最近 30 年間の平均 てつがくしや に安定している。 総長にまでなった。哲学者として 値を使う。例えば , 2006 年では と も有名である。 血液に溶けにくいので , 酸素と 1971 年 ~ 2000 年の 30 年間の平均 せんすい こうしん へんべいりつ 混合して , 潜水作業や医療などに 値を使っている。 10 年ごとに更新 ・偏平率だ円 ( 長円 ) の偏平の 利用されている。 するので次は 1981 年 ~ 2010 年の 程度を数値で表したもの。だ円の 30 年間の平均値が平年値として 長半径を ・べリリウム Be (beryllium) 使われることになる。 〃 , 短半 1797 年 , フランスのボークラン 径をわ , (). N. Vauquelin) が天然の緑柱 ・べークランド Leo Hendrik 偏平率を 石の中から発見し , 1828 年 , 金属 Baekeland ( 1863 ~ 1944 ) ベル 召とする のべリリウムが得られた。 この元 ギー系アメリカの化学者。 1889 年 , 素名は , 緑柱石 beryl からつけら 写真に興味をもっていたためアメ である。例えば e = かた わた 4 れた。非常に軽くて硬く , 熱を伝 リカに渡り , 人工光線で現像でき 1 の形は , 〃 = 578 , わ = 578 ー 1 えやすい金属で , その表面は空気 る感光紙を発明し , 実用化された。 578 たいざい 中の酸素でたやすく酸化される。 = 577 なので , 〃 : わ = 578 : 577 1900 年にしばらくドイツに滞在 とりよう しかし , 表面の酸化物や水酸化物 となり , ほとんど円に近い。分子 した後 , シェラック ( 塗料 ) の代用 あたい が内部を保護するため , 高温の状 を 1 としたときに , 分母の値が小 品を合成し , 温度と圧力を加える 態にしても , 酸化は進まない。 さいほど , その形はより偏平なだ などして , 1910 年に「べークライ ト」として発表した。 ( p. 345 ) 円となる。 ・ヘルツ Heinrich Rudolf 0 ポーア Niels Henrik David ・べクレ丿レ Antoine Henri Bec- Hertz ( 1857 ~ 1894 ) ドイツの querel ( 1852 ~ 1908 ) フランス 物理学者で , マクスウェルが予言 Bohr ( 1885 ~ 1962 ) テ、ンマー 工ックス の物理学者。レントゲンの X 線の した電波の存在を初めて証明した クの物理学者。 1913 年にラザフォ しげき 発見に刺激され , 蛍光物質中に X ( 1888 年 ) 。ハンプルクに生まれ , ードの原子模型にプランクの量子 線を発する源があると考えた。そ 仮説を適用して , 水素のスペクト 工学・物理学を学びヘルムホルツ して , 蛍光物質である硫酸ウラニ ル系列を説明し , 1921 年 , 原子ス の助手となる。簡単な道具を使っ ルカリウムが太陽光線をあてなく ペクトルの研究から元素の周期律 て火花放電から電波をとらえ , そ ても感光作用をもっことを発見し , の意義を解明した。ハイゼンベル れが可視光線とまったく同じ性質 理科用語の解説■ 697 ふんし ~ ほあ しよう けん はかい いつばん はな いりよう けいこう りゅうさん