【夏休みの科学研究】なぜテレビはリモコンで動くのか?

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普段、何気に見ているテレビ。

リモコンで電源を入れてテレビを着け、チャンネルを変えて好きな番組を見る。

この行為、なぜリモコンでテレビが操作できるか、一度は考えた事があるかと思います。

ここでは、リモコンの仕組みについてお伝えします。



赤外線を使ったリモコン

テレビのリモコンには、赤外線という光が使われています。

赤外線をテレビの受信機に送る事で操作しているという事になります。

では、赤外線とはどんな光なのでしょうか。

赤外線とは

赤外線とは光の一種です。

光には、目に見える光(可視光線)と目に見えない光があります。

赤外線や紫外線は目に見えない光です。

赤外線はおよそ750~1,000nmの間の波長で、400nm~800nm位の間の波長が可視光線、 10~400nmの間の波長が紫外線となっています。

波長とは、「波の長さ」のことです。

波長は一つの波から次の波までの「一波」分の長さを指します。

 

 

 

 

 

 

赤外線は、温度のある物体から自然に発せられている光なので、実は、目に見えていないだけで、私たちの生活ではたくさん発せられている光なのです。

なぜリモコンに赤外線が使われているのか

リモコンには赤外線が使われていることが分かりました。

リモコンでは信号を赤外線の点滅に変換して、リモコンからテレビへ伝えられます。

この点滅の仕方の基本はPPM信号と呼ばれる方式です。

では、ここで、なぜリモコンには赤外線が使われているのかを考えたいと思います。

離れたところに情報を送る手段は、「電波」、「音波」、「光」が考えられます。

家庭で使うリモコンの場合、「電波」はコスト問題が取り上げられます。

高くついてしまうって事ですね。

「音波」は、音なので誤作動が起こってしまう可能性が高いのです。

消去法で残ったのが「光」ですが、その「光」の中で、どの波長の光を使うかが問題となります。

全ての光において、誤作動を基準に考えると、赤外線か紫外線しかありません。

最も安く、通信の為の速度が充分なLED(発光ダイオード)という素子を使う為、コストの面で、紫外線よりも赤外線が使用されることとなりました。

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断層帯とは?【地震のメカニズム&南海トラフ地震を解説】

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日本は地震の多い国だと言われています。

なぜ地震が多いのでしょうか。

それは、断層帯が地下にたくさんあるからなのです。



断層帯とは?

断層帯とは、多くの断層面が密集する帯状の地域の事で、

断層とは、地下の地層に何らかの力が加わって割れ、割れた面に沿ってずれ動いた状態をいいます。

地震は大きくわけて2種類ある

地震は大きく分けて、内陸型と海溝型の2種類があります。

内陸型の地震は、直下型地震とも呼ばれており、地下で起きた震源地からの距離が近いため、地震が起こってから地表に影響が起こるまでの時間は数秒後という短時間で起こります。

内陸で発生する活断層型の地震は通常M7くらいのレベルであり, 海溝型巨大地震に較べれば,そのエネルギーは小さいと言えます。

しかしながら、内陸型地震は私たちの住む地表のすぐ下で発生するため, 激しい揺れを直接受ける事となり、人命の危機や構造物の損壊など、多大な被害を引き起こす場合があると言えます。

日本周辺で発生する海溝型地震は通常はM8のレベルであり、海の下のプレートのずれなどから地震が発生します。

プレートのずれから発生する地震は甚大なエネルギーを発生する為、津波を伴って広範な地域に大きな被害を与える場合が多くあるのです。

南海トラフ地震はいつ起こるのか?

近年、とても懸念されているのが、南海トラフ地震です。

南海トラフとは、駿河湾から遠州灘、熊野灘、紀伊半島の南側の海域及び土佐湾を経て日向灘沖までのフィリピン海プレート及びユーラシアプレートが接する海底の溝状の地形を形成する区域をいいます。

この南海トラフ沿いのプレートのずれから発生すると考えられる大規模な地震を「南海トラフ地震」と呼びます。

南海トラフ地震は、100年~200年間隔で繰り返し発生していますが、その発生間隔にはばらつきがあり、近年ではいつ発生してもおかしくはない状態と言われています。

現在は、昭和東南海地震及び昭和南海地震が起きてから70年以上が経過しており、このことから、南海トラフ地震に対する警戒が次々と指摘されており、ここ30年以内に起こるのではないかと言われています。

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【夏の天体観測】夏の星座の見つけ方 ~夏休みの科学研究~

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夏の星座と言えば、さそり座。

そして、「夏の大三角」も有名です。

さそり座と、天頂近くに輝く「夏の大三角」の見つけ方をお伝えします。



夏の全天

東の空には「夏の大三角」が、南の下の方の空には、夏の代表的な星座「さそり座」が輝いています。

夏の大三角を探そう!

頭の真上あたりで、一番明るい星を探してみてください。

それが、七夕の織姫星として知られる、1等星のベガです。

ベガが分かれば、そこは「こと座」です。

ベガから目を下に向けると(南の方を見ると)、やや明るい星があります。

これが彦星のアルタイル、「わし座」です。

アルタイルとベガと三角形を作るような場所にある白い星が、「はくちょう座」のデネブです。

①はくちょう座のデネブ

デネブは、1等星の中では暗いほうです。

いきなり探すより、ベガとアルタイルをまず見つけて、この2つの星と三角形を作る星を探すと良いでしょう。

「デネブ」は、「しっぽ」という意味で、はくちょう座のしっぽの部分で光っています。

②わし座のアルタイル

彦星として知られるアルタイルは、織姫星のベガより少し暗い1等星です。

ベガから、天の川を渡った反対側にあります。

両側に3等星があり、3つ並んでいるのも目印です。

「アルタイル」は、アラビア語で「飛ぶワシ」という意味で、両側の星をつばさと見立てています。

③こと座のベガ

白く明るいベガは、七夕の織姫星として知られています。

夏の夜には、ほぼ頭の真上で見られます。

「ベガ」は、アラビア語で「落ちるワシ」という意味です。

さそり座と南斗六星を探そう!

さそり座は夏の初めから終わりにかけて見えやすい星座です。

南のやや低い空を見ると、赤くて明るい星が見えます。

それが、さそり座の1等星アンタレスです。アンタレスは、「さそりの心臓」と呼ばれており、明るく見つけやすい星です。

アンタレスから東に、S字の形に並んでいるのがさそり座です。

そのさそり座の東側にあるのが、いて座になります。

いて座には、南斗六星があるので見つけてみましょう。

「アンタレス」には「火星に対抗するもの」という意味があり、同じく赤色の火星を赤い色を競っているようだという事から、そのような名前が付けられたのです。

さそり座の尾の先にある星は、シャウラとレサトといい、2つならんで輝くことから、昔の日本では「おとどい星(兄弟星)」と言われていました。

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星ってどんなもの? ~星座をつくる星を分かりやすく説明~

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夜空にさまざまな形を描きだしている星座。

星座は、地球から見える星(恒星)同士を結んでつくられています。

星座をつくる星とは、どのようなものなのでしょうか。



星座の見え方と距離

ひとつの星座を形づくっている星同士は、地球から見ると隣同士に並んでいて、近くの星同士でひとつの星座が形成されているように見えます。

しかし、実際には、ひとつの星座を形づくる星同士が、互いに近くにあるとは限りません。

星は地球からあまりに遠くの位置にあるので、どれも同じ距離にあるように見えるのです。

オリオン座をつくる主な星の距離

有名なオリオン座を形づくっている星の地球からの距離は、それぞれの星で大きく異なっています。

最も近い星は地球から約250光年で、最も遠い星は地球から約1980光年と、8倍近くの差があるのです。(※1光年とは、光が1年間に進む距離のこと。光は、秒速30万km。よって、計算すると、1光年は約9.5兆kmである。)

未来の星座の形は変わっている?

星座は、いつ見ても変わらないように見えますが、実はそうではありません。

それぞれの星は、目には見えないくらい、ほんの少しずつ、違う方向に動いているのです。

よって、数万年、数十万年たつと、星同士の位置が変わってしまうのです。

↓↓↓ 参考にさせていただきました。ありがとうございました。http://koyomi.vis.ne.jp/doc/mlwa/200611110.htm

星の色は温度で決まる

夜空を見上げ、星たちをよく見ていると、それぞれの色が違うことに気づきませんか?

例えば、オリオン座では、ベテルギウスは赤っぽい色をしているのに対し、リゲルは青い色をしています。

星の色は、星の表面の温度によって決まり、青白い星は温度の高い星、赤い星は温度の低い星なのです。

星には一生があり、成長によって色や大きさも変わるのです。

天体観測をしてみよう

街の明かりがあるような場所では、星の光が地上の明かりにまぎれてしまう為、天体観測には向いていません。

なるべく明かりの少ない、グラウンドや広場などに行って夜空を見上げてみると、星たちがよく見えるでしょう。

しっかりと観測したいのなら、ぜひ、山地や高原に行って夜空を見上げてみて下さい。

全く明かりのない場所なら、想像を絶するキレイな星たちを見ることができるでしょう。

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ペルセウス流星群を見にいこう! ~夏休みの科学研究~

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夜空に流れる流星群を見た事はありますか?

とてもキレイで目を奪われるほどです。

ここでは、夏に見る事が出来るペルセウス流星群についてお伝えします。

流星群とは

流星群とは、流れ星の群れの事であり、流れ星とは、じつは星ではなく宇宙空間にただよう、わずか数ミリメートルから数センチメートルほどのチリなのです。

そのチリが、地球の引力に引き寄せられる時に、大気(地球の周りを取り囲む空気)のツブとぶつかって明るい光を発します。

これを地球から見ると、星が流れたように見えるのです。

こうした流れ星が一度にたくさん見られるため「流星群」と呼ばれているのです。



彗星のチリが流星群をおこす

流星群には、彗星が大きく関わっています。

彗星が太陽に近づくと、たくさんのチリを出します。

そのチリが彗星の通ったあとに帯をつくり、太陽の周りをまわっている地球がこの「チリの帯」に入り込んだ時に、たくさんのチリが地球に引き寄せられ、地球からは流星群として見えるのです。

地球は1年かけて太陽の周りを1周しているので、毎年、同じような時期に同じ帯の中に入る事になります。

これが、決まった時期に見られる流星群の正体なのです。

夏に見られるペルセウス流星群

ペルセウス流星群は、三大流星群のひとつとされています。

条件がよい時に見ると、1時間あたり約40個の流星が観測されることもあります。

いちばんよく見える時期がお盆休みの日なので、子供たちと一緒に多くの人が注目しやすい流星群となっています。

ペルセウス座流星群が観測できる一般的な時期は、7月下旬から8月下旬頃までで、極大は8月13日頃です。

観測出来る時間帯は、午後10時頃から空が白み始めるまでの時間帯となります。

放射点(流星群の流星が放射状に飛び出してくるように見える、天球上の1点のこと)は、夕方には地平線の上にありますが、実際に観測できるようになるのは、もう少し放射点が高くなる午後10時頃となります。

明け方まで放射点は高くなり続けるため、真夜中頃から翌日の明け方まで観察しやすい時間帯が続くのです。

準備するもの

山地の明かりが無いような場所を選んで観測する際は、夏といえども寒くなります。

夜露で身体が冷え、流星群の観測どころではなくなりますので、長袖と厚手の上着を準備した方が良いかと思います。

寝転ぶと観測しやすいため、レジャーシートや枕、毛布などを用意すると快適に見ることが出来るでしょう。

↓↓ 参考にさせていただきますした。ありがとうございました。http://www.study-style.com/seiza/Per.html

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【ギリシャ神話を分かりやすく】勇者ペルセウスの物語 ~夏休みの科学研究~

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夏の星座にまつわるギリシャ神話は、神を重んじ、人間同士の争いを生々しくも描いた話です。

古代から争いごとが絶えない事がよく分かりますね。

古代の人々が言い伝えた話だと頭に入れてこの記事を読むと面白いと思います。



勇者ペルセウスの勇気ある行動

大神ゼウスとアルゴスという国の王女ダナエとのあいだに生まれたペルセウスは、並外れた勇気と能力を持ち、人々に愛されていた英雄でした。

ペルセウスは、見た人を石に変えてしまうという能力を持っている恐ろしい魔女「メデューサ」を退治し、その首を手に入れます。

そのあと翼を持ったサンダルで空を飛んで帰っていると、海辺でひとりの美女がくさりで岩に縛り付けられているのを目にしました。

「一体どうなっているんだ?」

ペルセウスがその美女に問いかけると、

「海の神ポセイドンの怒りをしずめる為に、これから海の怪物ティアマトのいけにえになります」と涙ながらに応えました。

その美女は、エチオピアの王女アンドロメダでした。

話を聞いたペルセウスはアンドロメダを助ける事を決意します。

そこへ怪物ティアマトが現れました。

ペルセウスは勇気と能力で立ち向かい、ヘルメス(オリュンポス山の山頂に住まうと伝えられる神。)から授けられた剣を抜き、死闘の末、ティアマトを倒します。

ペルセウスとアンドロメダの結婚

こうしてアンドロメダは無事ペルセウスによって助けられたのです。

アンドロメダの父ケフェウス王は、娘の命が助かったことを大いに喜び、娘とペルセウスを結婚させると約束しました。

アンドロメダも、自分を救ってくれたペルセウスと結婚出来る事を嬉しく思い、結婚する事にしました。

ところが、それをよく思わない者がいました。密かにアンドロメダに思いを寄せていたピネウスです。

ペルセウスとアンドロメダの結婚式の当日、ピネウスが軍隊を率いて式場に乗り込んできました。

大混乱の中、ペルセウスが叫びました。

「わたしを味方と思う者は、目を閉じよ!!」

そして手にしていた袋からメデゥーサの首を取り出してピネウスの目の前に掲げたのです。

メデューサの首は、見た人を石にしてしまう能力があります。

ピネウスとその手下たちはたちまち石となり、ペルセウスとアンドロメダは無事結婚式を終え、その後、幸せに暮らしました。

↓↓ 参考にさせていただきました。ありがとうございました。     http://greek-myth.info/Zeus/Perseus.html

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【日本の神話・日食にまつわる話】アマテラスの神 ~夏休みの科学研究~

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古代から現代に伝わっている神話というものがあります。

月が太陽を隠す「日食」の原因が分からなかった古代では、神話などによって様々に説明されてきました。

ここでは、日本神話での「日食」にまつわる神話をお伝えします。



姉弟のケンカで日食が起こった??

天照大神(アマテラスオオミカミ)は太陽をつかさどる女神として、世界を明るく照らしながら、多くの神々が住んでいる天上の世界「高天原」を治めていました。

あるとき高天原にスサノオノミコトという神様がやってきました。

この神様はアマテラスオオミカミの弟なのですが、手が付けられないほどの乱暴者であり、案の定、神々が静かに暮らしていた高天原で好き勝手に暴れまわし、みんなに迷惑をかけていました。

アマテラスオオミカミも始めは弟をかばっていましたが、あまりの暴れっぷりに怒りがこみ上げ、何を言っても聞かないスサノオノミコトに愛想をつかし、天の岩屋の中に引きこもってしまいました。

太陽の女神が姿を隠した事で、天上も地上も闇に閉ざされることになってしまいます。

特に地上では暗闇なのをよいことに、悪い神々の動きが活発になり、多くのわざわいが起こりました。

アマテラスオオミカミがこのまま岩屋の中に閉じこもってしまうと、地上は大変なことになるでしょう。

アマテラスオオミカミ連れ出し作戦!

神々は相談し合い、その結果、知恵の神様であるオモイカネノカミの案に従うことにしました。

岩屋の前でお祭り騒ぎをし、アマテラスオオミカミが気になって顔を出した時に、連れ出すという作戦でした。

岩屋の前に祭壇がつくられ、天界一の力持ちのアメノタヂカラオノカミが岩屋の戸の横に立つと、天界一のおどりの名人アメノウズメノミコトが腰をくねらせつつ、美しくもあやしげな踊りを始めました。

胸はあらわになり、腰にまとった衣も今にも落ちそうな踊りを踊り、高天原の神々たちは、その面白さにドッと笑いました。

このとき、岩屋の戸が少し開いたのです。

笑い声を聞いたアマテラスオオミカミが、気になって外を見ようとしたのです。

その時すぐさまアメノタヂカラオノカミが岩屋の戸をこじ開け、アマテラスオオミカミを岩屋の中から引っ張り出しました。

こうして地上に光が戻り、わざわいもおさまったのです。

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なぜ天の川は夜空に見えるのか | 天の川銀河の観測

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夏は天の川を観察できる良い季節です。

夜空を横切るように見えるとても美しい天の川は、なぜそのように見えるのでしょうか。

ここでは、その天の川の正体についてお伝えします。



天の川とは

天の川は、夜空を横切るように見える雲状の光の帯の事をいい、実際に天の川を肉眼で見ると、はっきりとは見えずぼーっとしていて川や乳、あるいは雲のように見えます。

しかし、双眼鏡や望遠鏡を使って見てみると、天の川は、実はたくさんの暗い星の集まりであることが分かります。

東アジアの神話では夜空の光の帯を、川と見ていますので、「天の川」と呼びます。

一方、ギリシャ神話では、これを乳と見ていますので、Milky Way(ミルキーウェイ)と呼ばれるようにもなっています。

帯状に見えている天の川は、実は、地球から天の川銀河を見た時にそう見えているのです。

天の川銀河はなぜ夜空に帯状に見えるのか

まず、銀河とは数多くの恒星や星間ガスなどの天体の集まりであり、天の川銀河は直径約10万光年の薄い円盤のような形をしています。

イメージはどら焼きのような形であり、中心部は、どら焼きのあんこが入った個所のように分厚くなっています。

私達の地球がある太陽系は、銀河系の中心から約3万光年の位置に存在します。

 

 

 

 

 

 

 

この位置、つまり天の川銀河の内側にある地球から、天の川銀河の円盤を眺めた時に見える天体が、私たちの夜空に見える天の川なのです。

地球から銀河系の円盤にそった方向を見ると銀河系の中の星が密集して見えます。

星が密集した部分は銀河系の円盤に沿って私達太陽系のまわりを一周していて、これが、地球上からは天の川として見えるのです。

夏は、地球の夜に当たる半球が銀河の中心を向くので、過密な中心構造のバルジが見える壮大な、比較的はっきりとした天の川を見る事が出来ます。(※バルジ:銀河の中心部に位置する膨らんでいる個所のこと。)
冬は、逆に銀河の外側を向くので、円盤の断面だけのあまり天体が密集していない閑散とした天の川となります。

そのため、冬はそれほど明るく見えません。

天の川を観測するには

実際に天の川を観測するには、街灯などの灯りが少ない山地などが良いでしょう。

光のない夜空の星たちは、びっくりするほど綺麗に映ります。

月あかりでも見えづらくなる為、月が沈んだ時か近くにない時にはもっと綺麗に映し出されることでしょう。

夏でも、山地の夜は非常に寒くなります。

暖かいジャンパーや毛布などを持参して夜空を眺めるといいと思います。

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【夏休みの科学研究】宇宙のような真空に近い状態を作ってみよう!

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宇宙は真空状態です。

宇宙飛行士が、宇宙船の中でプカプカ浮いているのをテレビで見た事があるかと思います。

そんな状態を実験で再現してみましょう。

〈用意するもの〉

①ティッシュペーパーを切り、色をつけよう!

ティッシュペーパーを2センチ四方くらいに小さくちぎり、油性ペンかマーカ―などで色をつけておきます。

そうすることで、ティッシュペーパーの動きがよく分かり、実験の観察がしやすくなります。

②ティッシュペーパーをびんに入れ、ふたをしよう!

びんの中にティッシュペーパーを入れ、ワインセーバーの栓でふたをします。

※ワインセーバーとは、飲み残したワインを保存する時に使う道具のことです。

③ティッシュペーパーが落ちる時間を計ってみよう!

びんを手に持ち、上下をひっくり返してティッシュペーパーが下に落ちる時間を計ってみましょう。

今はまだ、びんの中に空気が入った状態なので、ティッシュペーパーはゆっくりと下に落ちていくはずです。

④びんの中を真空に近い状態にしてみよう!

ワインセーバーのポンプで、びんの中の空気を抜いてみましょう。

ポンプをしっかり上下させ、真空に近い状態をつくりましょう。

※ポンプの上下の回数が少ないと、真空に近い状態にはなりにくいので、しっかり上下させます。

⑤真空に近い状態で、もう一度、時間を計ってみよう!

もう一度、ティッシュペーパーが下に落ちるまでの時間を計ってみましょう。

空気が少なくなった分、さっきよりも早く下に落ちるはずです。

目で見ても早く下に落ちた事は分かると思いますが、ストップウォッチで計ってみると、より正確に結果が分かります。


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【夏休みの科学研究】太陽と地球の不思議な関係を調べよう!

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太陽にも地球にも重力があることが知られていますね。

普段の日常生活で、物体から手を離すと下に落下します。

これは、地球の重力の為です。

では、物事を大きくとらえてみましょう。

月は、なぜ地球に落ちてこないのでしょうか。

また、もっと大きなスケールで考えると太陽系の惑星である地球は、なぜ太陽に落ちないのでしょうか。

言い換えると、地球はなぜ太陽に引き寄せられていないのでしょうか。

太陽と地球の関係

太陽は、昔から地球にとって最も身近な天体です。

太陽は自ら光を放つ恒星であり、太陽系の中心に位置しています。

地球は太陽の周りを回る8つの惑星の一つであり、1年かけて太陽の周りを公転しています。

また、公転をしながら、23.4度傾いた軸を中心に1日1回自転もしています。

地球がある「太陽系」は、たくさんある銀河のうち、「天の川銀河」の端の方に位置しています。

つまり、地球は、広い宇宙に無数にある銀河のうち「天の川銀河の端」にある「太陽系」の中の惑星なのです。

太陽の地球の関係と重力について

なぜ、地球は太陽の重力に引き寄せられないのでしょうか。

ここで、実験をしてみましょう。

〈用意するもの〉

・じょうご  ・ビー玉

 

 

 

 

 

①ビー玉をまっすぐじょうごに落としてみよう!

じょうごの広い口を上へ向けると、せまいを「太陽」、傾斜を「太陽の重力」、ビー玉を「地球」と見ることができる。

まずは、ビー玉をまっすぐ落としてみよう。

②ビー玉に円運動をさせてみよう!

円運動をしていない、まっすぐ下に落としたビー玉は、すぐさまじょうごの狭い口に落ちていったはずです。

次は、傾斜のふちに沿って、ビー玉に円運動をさせてみよう。

③円運動をすると、なかなか落ちないビー玉

円運動をするビー玉は、重力を遠心力のバランスが取れているので、なかなか下に落ちません。

遠心力とは、円運動する物体に外側に向けて加わる力のことです。

 

 

 

 

 

 

地球が太陽との距離を保ちながら回転しているのは、この仕組みと同じだからだったのです。

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