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  • 2008.04.12 Saturday
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海が青い理由

さて、辞書で「水」の項をひくと、「無色、無臭、透明の液体」という意味のことが書いてある。純粋な水が透明であり、なんら色がついていないということである。
だが、水にはごく僅かにだが色がある。「青」なのだ。そう言えるわけをこれから説明しよう。
まず、「色がない」とはどういうことだろう。
ちょっと化学なお話になります。
私達の身の回りにある色がついている物は、太陽や電灯からの光を反射したり吸収したりする性質がある。その物質から発せられたどんな周波数の光が目に届くか、ということで色が決まる。
例えば、植物の葉緑素は、赤成分の光を吸収し、緑と黄色の周波数の光を反射する。このため我々の眼には緑色に見えるわけだ。
光を吸収しない物質は色がない透明な物質と言え、光の干渉が極めて小さいという性質を持っている。

逆に、光を完全に吸収するのは黒。昔から「黒は熱を吸収しやすい」と言うのは、光(エネルギー)を吸収しやすいためである。

さて、水には色素、つまり特別な波長の光を反射させる物質は含まれていない。水は水素原子が二つに酸素原子一つが結合した構造をしており、一見すると色の介在する余地はない。だが、実は水には赤色の光をわずかに吸収する性質がある。
水の分子はマイクロ波から赤外線にかけての不可視領域の光をよく吸収する特性を持つ。電子レンジで水分を含んだ食品を温めることができるのは、このマイクロ波を吸収する性質を利用したものだ。

水分子は可視領域の光はほとんど吸収しないのだが、赤外線に極めて近い赤色(700nm付近)の光をわずかながら吸収する。
これにより、人間の目には赤色が弱められた光、すなわち相対的な青が強調された光として認識されることになる。

この色の性質はきわめて少ないため、コップ一杯ほどの水では無色透明に見えるかもしれない。しかし、水深が2メートルもある場所ならば、水の色をはっきりと認識できる。
海が青い理由も色々言われるが、要するに「水が青いから」なのである。

タイヤが黒い理由

車のタイヤはどうだろうか。工場で使われるフォークリフトなどごく一部を除いて、「黒」しかない。タイヤはゴムでできているが、ゴムそのものは乳白色をしている。つまり、タイヤの黒は天然のものではないのだ。
なぜタイヤは黒色しかないのだろうか?
実は、黒色の正体は「カーボンブラック」と呼ばれる炭素の粉である。カーボンブラックはタイヤの原材料の実に25%程度を占めて、補強剤の役割を果たす。もしこれが入っていないとタイヤは消しゴムのように柔らかくなってしまい、とても道路を走ることはできないだろう。
では、色つきのタイヤは作れないのか。結論から言うと、作れないことはない。他の補強剤を使えばカラータイヤは作れるだろうが、強度は著しく落ちてしまう。カーボンブラックに代わる材料はいまだ発明されておらず、実用に耐えるカラータイヤは作れない、というのが現状のようだ。

タイヤの黒にはそれなりの理由があったのである。

南極点に磁石をおくとどうなるのか?

まず、磁石(方位磁針)のS極は、基本的に南方向を指します。これは、地球そのものも磁石であり、南極方面がN極の磁気を持っているためです。磁石は「異なる極は引き合い、同じ極は反発しあう」という性質を利用しているのです。

では、360度全ての方角が南になる南極点に磁石をおいたらどうなるか

その場でぐるぐる回ると思いますか?残念ながら、そういう事にはなりません
答えは『北東方向に指す』です。え?なぜ北東?と思われた方。実はこれ、ちょっとした意地悪問題なんです(笑)磁石の指す方向と南極点には何の関係もないのです。

南極点と呼ばれているのは『地球の自転軸の南端』ということ。先に述べたとおり、磁石が指しているのは、N極の磁気です。実際にこのN極の磁気が集まっているのは、南極点ではなく『南磁極』と呼ばれる地点で、南極点の北東に位置します。だから南極点に置いた磁石は北東を指すわけです。

ちなみに南磁極に磁石を置くとどうなるのか?
この時はS極を下にして磁石は直立するそうです。

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