理科担当のシコウ

正八面体

[2008年06月30日(月) ]

遅ればせながら，最新（2008年度）の東大入試の数学の問題で，正八面体の問題が出たのを知ったこともあり，今日，正八面体をつくり，問題の状況を具体的に確認してみました。

作った正八面体を，後輩で，数学担当であるマツウラくんに見せたところ，「sugarさんらしいですね」と言われました。
おそらく「sugarさんらしい」≒「理科担当らしい」という意味で言ったのであろう，と解釈しています。

正八面体を初めとする正多面体の展開図は，このサイトにもあるようですが，僕は，まったく違う図を使って作りました。

ちなみに，うまく作るためのコツは，のりしろをたくさん確保することです。

今回の件は，数学の問題ではあるのですが，僕自身は理科担当なので，正八面体と聞いて，すぐに思い出したのは，理科絡みの知識で，磁鉄鉱の結晶。
磁鉄鉱とは，いわゆる砂鉄のこと。
正八面体は，実は，身の回りにいっぱいあるのです。

とはいえ，砂鉄の場合，たくさんあるにはありますが，小さすぎて，その形を認識できないことが多いですが…。

理科年表

[2008年06月29日(日) ]

昨日のブログには、地学担当としてのバイブルは、浜島書店の『地学図表』だと書きました。

そして、今日のタイトルの『理科年表』は、理科担当としてのバイブルです。

ただし、『理科年表』は、『地学図表』とは違い、写真がないので、眺めるだけで楽しい、といった代物ではありません。
が、『理科年表』には、さまざまなデータとして、できるだけ新しい、あるいは、より真の値に近いものが掲載されているので、仕事をする上では欠かせないアイテムです。

毎年買い換える必要はないと思いますが、これまた、一家に一冊は置いておく価値がある本だと思います。
高校生の間に、理科を勉強した証として一冊購入する、というのもいいかもしれません。

バイブル

[2008年06月28日(土) ]

いきなりですが，地学担当でもある僕の，地学担当としてのバイブルは，浜島書店の『地学図表』です。

たくさんの図解，多彩な写真，豊富な説明事項があり，とても重宝しています。
『解決！センター地学Ⅰ』を作る際にも，大変お世話になりました。

この資料集が，たった８００円というのは，かなりお買い得です。
この低価格で，これだけ質の高いものを提供できる浜島書店は，スゴイ出版社だと思います。

ちなみに，この資料集は，地学を履修していない人が見ても面白いと思います。
是非，一家に一冊購入するよう，お勧めします。
その価値は，十分にあると思います。

ペットボトル

[2008年06月27日(金) ]

我が家では、飲料用の水は、柿田川でもらってきています。

水をもらう際には、容器を一旦、水でゆすいだ後、改めて水を入れるのですが、たとえば、ペットボトルに柿田川の水を少量入れ、振ってゆすぐと、今の時期は、ペットボトル内の気体の体積が減ります（ペットボトルが少し凹みます）。

初めてそのことに気づいたとき、「容器内の水に空気が溶けて、気体の体積が減ったのかな？」という疑問が頭をよぎりました。
かつて、炭酸ガス（二酸化炭素）を使って、そのような実験をしたことがあるからです。
そこで、真偽を確かめるために、容器内の水を捨てて、再度、柿田川の水を入れて振ってみました。
しかし、今度は、ペットボトルが凹みません。
つまり、「空気溶解説」は誤っていることがわかりました。

そこで、どのような原理で体積が減ったのか考え直してみたところ、この季節だと、柿田川の水は、冷たいと感じる温度であること、つまり、大気よりも温度が低いことに気づきました。

最初に、柿田川の水をペットボトルに入れる際には、もともとペットボトル内に入っていた空気よりも、水の方が冷たいのです。
このため、水を入れて振ると、ペットボトル内の空気は冷やされます。
このとき、外気圧（大気圧）は一定とみなせるので、シャルルの法則に従って、ペットボトル内の空気の体積が減るわけです。
その結果、ペットボトルが凹むのです。
ところが、その後、容器内の水を入れ替えても、今度は、容器内の空気がすでに冷やされているため、さらなる温度の低下は起こりません。
このため、ペットボトルは凹まない、というわけです。

そんなわけで、柿田川で水をもらう際には、いつも「シャルルの法則」を実感しています。

これが、冬季になると、今度は、柿田川の水の方が、大気よりも暖かいので、同じことをしても、ペットボトルは膨らむことになるはずです。

シャルルの法則は、定性的なことであれば、こんなふうに、簡単に実感（実験）することができます。
みなさんも、是非、試してみてください。

五月雨

[2008年06月26日(木) ]

沖縄では梅雨が明けましたが，僕が住んでいる静岡県東部は，まだまだ梅雨の真っ只中。
梅雨明けまでには，もう少しかかりそうです。

ところで，今日のタイトルの「五月雨（さみだれ）」とは，梅雨のこと。
梅雨は，旧暦でいえば，５月に降る雨なので，五月雨というわけです。

そして「五月晴れ（さつきばれ）」は，梅雨の合間の晴れ間のこと。

ついでに書いておくと，七夕は，旧暦の７月７日のこと。
新暦では８月に相当すると考えてよいと思います。

新暦で７月７日というと，沖縄以外は梅雨が明けていないことが多いので，七夕の夜に，晴れた星空を見るのは難しいですが，旧暦の７月７日ならば，梅雨も明け，きれいな星空が見られる可能性が高くなります。

僕自身，旧暦がすぐれていると思っているわけではありませんが，日本語や日本の風習の中には，旧暦と強く結びついたものが多く残っているので，その点は，大切にしていきたいなと思っています。

ちなみに，垂渓庵先生のブログによると，今日は旧暦５月２３日だそうです。

アノマロカリス

[2008年06月25日(水) ]

今日は，東京から，オチアイさんが出張で本社に来ていました。

オチアイさんには，お土産として，２００７年のセンター試験の追試験の地学Ⅰの第３問Ｂの問題のことを教えてあげました。

その問題とは，アノマロカリス，ウミサソリ，ハルキゲニア，甲冑魚（カッチュウギョ）の４つの生物の図の中から，アノマロカリスを選ぶものです。
もちろん，問題文には，生物の名前は載っていません。

これは，かなりレベルの高い知識問題です。
「センター試験で問うのは無理がある」と思うほど，レベルの高い知識問題です。

ちなみに，この問題に限らず，センター試験の追試験は，問題のレベルが高いです。

ですので，センター試験では，追試験を受けなくても済むよう，本試験に備えて，しっかり準備をしておくようおすすめします。

岩石

[2008年06月24日(火) ]

現在，岩石に関する問題を作成中です。

問題をつくっていると，ふと，昨年の９月に家族で行った，福井県立恐竜博物館のことが頭に浮かんできました。

この恐竜博物館は，恐竜の骨（のレプリカ）が豊富に展示されています。
しかも，それだけでなく，岩石についても，様々なものが展示されています。

地学の教科書を見ると，岩石は，系統的に，きちんと分類できるかのように書いてありますが，実際に，様々な岩石を見比べると，よほど違いがはっきりしているものでもない限り，どこがどう違うのか，さっぱりわかりません。

恐竜博物館に展示されている多様な岩石を見ていると，教科書で扱う岩石が，いかに典型的で，部分的なものでしかないかを，思い知らされます。

そんなわけで，岩石（や恐竜）に興味がある人には，福井県立恐竜博物館はオススメです。
今度の夏休みにでも，是非，行ってみてください。

アサガオ

[2008年06月23日(月) ]

一昨日、娘（小学１年生）の参観日に行ってきた。

その際に見た授業は、「こくご」と「せいかつ」。
理科担当の僕が、より力を入れて見たのは、もちろん「せいかつ」の授業の方である。

「せいかつ」の授業は、アサガオの観察だった。

ツルの先端やつぼみを（子どもたちが）スケッチするのが目的だったのだが、その様子を見ていると、自分もスケッチをしたくなってしまった。
が、残念ながら、紙と鉛筆がなかったので、アサガオの観察だけで我慢した。

小学生の頃の僕は、「アサガオの観察なんて、大して面白くもない」と生意気なことを思っていたのだが、改めて見てみると、非常に面白い。

まず、気になったのは、つるの巻き方。
ほとんどのつるが、上から見て、反時計回り（左回り）になっている。
ただし、すべてが反時計回りではなく、ごくまれに時計回りのものもある
（四葉のクローバーぐらいの頻度だろうか）。

また、つるには、適度な密度で毛が生えているのだが、これはおそらく、巻きつく場所を探すために、触覚の役割をすると同時に、つるを巻きつけるに当たって、適度な摩擦を得るために有効な働きをするものだと思われる。

さらに気になったのは、枝の分かれ方。
地上１、２ｃｍのところで、かなり枝分かれしている。
しかし、上の方では、それほど枝分かれしていない。
おそらく、これは、つるが巻きつくために、有効な形状なのだろう。

それから、他の植物がそうであるように、ほとんどの葉が、同じ向きを向いていた。
このことは、効率よく太陽光を利用するために有効である。

これらのことを、こっそり、わが子に伝えようと思ったのだが、スケッチに夢中だったので、あまり会話を交わすことができなかった。

おそらく、夏休みには、アサガオを自宅に持って帰ると思うので、そのとき、一緒に観察しながら、今回気づいたことを伝えると同時に、子どもと一緒にいろんな発見ができたらいいな、と思っている。

夏至

[2008年06月21日(土) ]

今日は夏至。
１年で昼（日の出から日没までの時間）が最も長い日である。

しかしながら、例年、この時期は梅雨なので、「夏至は昼が長い」という印象が薄い気がする。

ところで、夏至は、１年で昼が最も長い日なので、日の出の時刻が最も早い日で、しかも、日没の時刻が最も遅い日のような気がするが、実は、厳密には、そうではない。

現在、日本（北半球）では、１年のうちで日の出の時刻が最も早い日は、夏至よりも１週間程度前であり、日没の時刻が最も遅い日は、夏至よりも１週間程度後である。

なぜ、このようなずれが生じるかというと、それは、地球の公転軌道の形が、完全な円（真円）ではなく、太陽を焦点の一つとする楕円であるためである。

実は、南中時刻も、１年を周期として変化するのだが、この変化の原因も、地球の公転軌道が楕円であることにある。

ただし、地球が公転軌道として描く楕円の、円からのずれは小さい。
そのため、感覚的には、南中時刻はいつも正午であり、夏至は、１年で昼が最も長く、日の出の時刻が最も早い日で、しかも、日没の時刻が最も遅い日と思っておいて問題ない。
また、中学理科、高校理科（理科総合Ｂ・地学Ⅰ）でも、そう思っておいて問題ない。

進化

[2008年06月20日(金) ]

人類の祖先に当たるのは「ホヤ」か「ナメクジウオ」かという論争にピリオドが打たれたようだ。

ところで，この「人類の祖先に当たるのは，『ホヤ』か『ナメクジウオ』か」という表現は，正しくない。

せめて，「人類の祖先に当たるのは，『ホヤの仲間』か『ナメクジウオの仲間』か」のような表現にしなくてはならない。

人類の祖先に当たる「ナメクジウオ」の「仲間」は，あくまでも「ナメクジウオ」に「似た」動物であって，「ナメクジウオ」ではないからである。

また，人類が「猿」から進化したかのような表現を見かけることがあるが，これも正しくない。

「人類」と「猿」は，共通の祖先（「猿」に「似た」動物）をもつと考えられているが，「人類」が「猿」から進化し，「猿」は進化することなく「猿」のままなのではない。

現生の「猿」は，「人類」と共通の，「猿」に「似た」動物を祖先として，それから進化して「猿」になり，「人類」は，共通の祖先から進化して，「人類」になったのである。

だから，「猿」が進化して「人類」になることはない
（絶対にないかといわれると，自信がないが，確率的には，そのような進化はほぼ起こらないと言ってよいと思う）。

それから，「進化」というと，「進歩」という意味を含むと思われがちだが，「進化」は単に，「生物の『変化』」程度の意味しかなく，「進歩」と同値ではない。

ただし，「進化」によって「進歩」とみなせるような変化が起こることはある。
しかし，逆に，「退化」も「進化」の一種である。

おまけにもう一つ書いておくと，現在の生物は，すべて「進化」の「途中」である。
生物がいる限り，「進化」は止まらない。

ただ，人類が文明をもつ前の「進化」には，人為的な「進化」はなかったが，現在は，人為的な「進化（変化）」によって生まれた生物がいる。
このことよる悪影響が出なければいいのだが…。

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