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理科実験教室・超伝導について。

2012年07月31日 | Weblog
夏休みに入り、塾が超ハードである6年生を除いては、時間のたっぷりある小学生にとって、どのような生活をするかが大切です。
勉強をした方がいい・・・と、漠然と考えていても、こもりっきりで問題集を解くのも味気ないものです。
そんな中、あちらこちらで、たくさん子供向けの教室が企画されています。
エリザベスの長女・次女が好きだった、科学館・明治村もおススメですが、もっと地域を広げると、楽しい企画があふれているようです。
7月23日には、日本科学未来館にて、実験教室が開催されました。

1911年に、オランダの物理学者オンネスにより発見された、超伝導という現象について、様々な形で実験が行われ、小学生にもわかりやすく説明してくれたようです。
超伝導とは、特定の金属や化合物などの物質を、ある温度より低くすると、電気抵抗がゼロになる現象のことです。
超伝導体は、リニアモーターカーや、MRI装置などに使われています。

(1)電気抵抗と温度の実験

コイルを冷やすと、電気抵抗が下がり、豆電球が明るくなる。
同じような実験で、オンネスは超伝導を発見した。
水銀を液体ヘリウムで、冷やす実験をしていたら、ある温度を超えると、急に水銀の電気抵抗がなくなることに気づいた。
オンネスはその現象を不思議に思い、実験を繰り返して、超伝導を発見した。

(2)超伝導と磁石の実験

室温の超伝導体にネオジム磁石を近づけても、磁石は反応しないが、液体窒素で超伝導体を冷やしてから、ネオジム磁石を近づけると、S極とN極、どちらの面も反発する。
これは、マイスナー効果という現象。

(3)最初から磁石を超伝導体に近づけた状態で冷やす実験

上から、ネオジム磁石・発泡スチロール・室温の超伝導体の順に重ねる。
液体窒素で超伝導体を冷やす。
発泡スチロールを抜きとると、磁石が浮く。
指で押しても、磁石は元の位置に戻り、磁石を持ち上げると、超伝導体がつりあがる。
これは、ピン止め効果という現象。

参考までに、ネオジム磁石とは、日本で発明された世界一強力な永久磁石のことです。

マイスナー効果とは、磁場が超伝導体から完全に排除される状態で、ピン止め効果とは、磁場の一部が、超伝導体内の、不純物の中に侵入し、固定される状態です。
よほど、理科の実験の大好きなお子さんでないと、すぐには理解できないかも知れませんが、実は、この超伝導というものは、使い方によっては、人間の生活にずいぶん役立つものでして、将来の日本を背負ってゆく、小学生の皆さんには、ぜひとも興味を持って、研究していただきたいものだと、エリザベスは期待して、記事にいたしました。
昨今では、理系女子が増えていると、話題になっていますが、例にもれず、東海高校3年生は、10クラスのうち、8クラスが理系、南山女子部高校3年生は、6クラスのうち、4クラス弱が理系、という学年が多いです。
幅広く興味を持って、夢いっぱいの学生生活を送ってほしいものです。

昨日、東海中学に入学したばかりの生徒が、会いに来てくれました。
しばらく見ないうちに、ずいぶん大きくなり、真っ黒に日焼けしていました。
「楽しいです!」を連発し、特に、先週末に行われた水連会は、とても良い思い出になったようです。
東海中学の水連会は、1911年から始まっており、偶然にも、今回、お話した、オンネスが、超伝導という現象を発見した年と同じです。
入学するまでがエリザベスのお手伝いではありますが、入学後もこうして、明るい笑顔でお会いできるのは、本当にホッとする幸せな瞬間です。





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