静電気と電子
こちらのページでは静電気と電子について解説していきます。私たちにとって身近な存在である静電気はどういうものなのかを図やイラストを用いて解説していきます。授業の予習復習や定期テスト対策にご活用ください!
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静電気
まずは静電気とは何かについて見ていきましょう。
静電気とは、摩擦によって生じる電気のことをいいます。この電気には、+と-の2種類の電気があり、同じ種類の電気同士は反発しあい、異なる種類の電気同士は引き合うという特性があります。
静電気を発生させる実験にティッシュペーパーとストローを使ったものがあります。
静電気が生じていないとき、プラスチックのストローとティッシュは、それぞれ同じ数の + と − の電気を持っています。
摩擦すると、ティッシュの持つマイナスの電気がストローに移動するので、それぞれの持つ電気の数が変わります。そのため、全体のストローはマイナスの電気、ティッシュはプラスの電気を多く持つことになります。
ティッシュ側に+の電気、ストロー側に-の電気が集まるように、物質には摩擦した時に+になりやすいものと-になりやすいものがあります。
図のように、物質ごとに + と − のどちらになりやすいかを並べたものを帯電列といいます。
アクリルの下じきで髪の毛を摩擦して、静電気が発生したときには、アクリル は − の電気を受け取りやすく、人毛・毛 は − の電気を手放して + になりやすいです。
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静電気と電流
電気の流れのことを電流といいます。電流は、導線の中を流れるのが一般的ですが、空気中に流れ出すこともあります。静電気がたまっているときに金属に触れると指先からパチッと電気が流れることや、雷のように大気中に電気が流れることがあります。このような現象を放電といいます。
放電の例として、乾燥した日にカギを開けようとすると静電気が流れた・体の中を電気が流れ火傷をした・セーターで摩擦したプラスチックの下敷きに蛍光灯をつけると蛍光灯が一瞬光った・雨雲から雷が落ちた などがあります。
電流と電子
電気が空間を移動したり、たまっている電気が流れたりする現象を放電といいますが、特にその中でも気圧が低いときに空間を電流が流れる現象を真空放電といいます。
真空放電を起こす例として図のような装置を使った実験があります。ガラス管の中の1対に電圧をかけると電流は流れませんが、ガラス管の内部の空気を抜いて圧力を小さくして電圧を加えると、電流が流れてガラス管が光ります。
このような真空放電の仕組みがネオン管や蛍光灯に応用されています。
真空放電が起こるとき、ガラス管内を光らせる電流のことを陰極線といいます。陰極線の正体は、-極から+極へと流れる電子の流れです。電流は、電子が-極から+極へと移動することで発生します。
真空放電の電流の流れを見る装置をクルックス管といいます。クルックス管に大きな電圧をかけると、+極のうしろに影ができることから、-極から+極に向かって電子がまっすぐに出ている事がわかります。
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放射線の種類と性質
α(アルファ)線やX(エックス)線のような放射線を出す物質を放射性物質といいます。また、放射性物質が放射線を出す性質(能力)を放射能といいます。放射線の性質として、物質を通り抜ける・物質を変質させる・目に見えない・人体に影響を及ぼす などがあります。
人体が放射線を受けることを被ばくといいます。体外から放射線を受けることを外部被ばく、呼吸や飲食によって体内に取り込まれた放射性物質から放射線を受けることを内部被ばくといいます。
放射線(X線)の性質を利用したものとしてレントゲンが挙がられます。
レントゲン写真を撮影すると、骨はX線が透過しにくいので白く写り、筋肉はX線が透過しやすいので黒く写ります。