総合理科A 今週の質問と解答①（4.23-24版）
■授業内容に関する質問
Ｑ1 光の速さってどの位。光の速さはどうやってわかったのか。光よりはやいものはないのか。つくることはできるのか。Ｑ2 光の速さはこえられるんですか。
3.0×108［ｍ/ｓ］＝秒速30万㎞。
光より速く運動するものはありませんし、つくれません。現代の物理ではそういうことになっています。
光の速さの計測は、最初は木星の衛星からやってくる光を観測して測りました。17世紀のことです。次は地上で、正確な時計を用意して測りました。スピードが速いものを計測する時は、距離を長くとるか、時計を正確にすれば測れます。
Ｑ1 この世で一番はやいものってなんですか。地球上にあるもので一番速いものは何ですか。
この世で一番速いのは光の伝わる速さです。地球上にあるもので光以外で一番速いのはロケットだと思います。約11［kｍ/ｓ］です。これより速くないと地球の重力から脱出できません。
Ｑ2 スピードガンはどうやって速さをはかっているのか。Ｑ4 速さの求め方は他にあるのかどうか。
超音波をあてて、跳ね返ってきた音の振動数（音の高さ）の変化を測っています。救急車の音と同じで近づくものから出る音が高く聞こえるので（ドップラー効果）。星の移動スピードを求める時にも光のドップラー効果を使うことがあります。
Ｑ2 車の速さのメーターは瞬間の速さとは違いますか。
瞬間の速さとみなせます。実際には、きわめて微少な時間の間の平均の速さです。
Ｑ3 等速直線運動はどうして起こるのか。
これから勉強するので色々わかると思います。
Ｑ3 なんでそれぞれの物に速さの差がでてくるのか。
運動するスピードの違いは、運動するしくみの違いが大きく関係しています。鳥と自動車とでは動く仕組みが違うので、おのずと速さも違ってきます。
Ｑ1 接線の傾きって何ですか。接線の傾きと、２点間の傾きがよくわかりませんでした。接線っていうのがよく分かりません。
接線は、グラフのある一点に接する直線のことです。接線の傾きはその直線の傾きです。２点間の傾きは２点を結んだ直線の傾きです。
Ｑ4 瞬間の速さがよくわからない。
平均の速さをはかっていた時間間隔をどんどん短くしていって無限に短い時間で考えたら瞬間の速さになります。でも移動した様子がわからなくては「速さ」もわかりませんから、ある瞬間の速さというのは、きわめて微少な時間の間の平均の速さということです。
Ｑ4 接線の傾きと瞬間の速さの関係がよくわからない。
最後のページの解説を参照。
Ｑ13 デルタって△ですか⊿ですか。なぜ△と書いて「デルタ」と読むのですか。Ｑ3 デルタの意味とかが分からない。Ｑ3 デルタなどの単位はどれくらいあるか。Ｑ3 デルタはどんな数でも入るのか。Ｑ4 デルタは何語ですか。
デルタはギリシャ文字の四番目の文字の大文字で、ローマ字で言えばＤです。Αα（アルファ）Ββ（ベータ）Γγ（ガンマ）Δδ（デルタ）…となっています。教科書では△のイタリック（斜体文字）なので△となっています。「とてもわずかな」という意味で単位ではなくｔやｓと一緒に使います。
数式の中にでてくる文字には、ｔ（時間）やｓ（距離）やｖ（速さ）のような物理量（物理的な意味を持った量）を表す文字（具体的な数字の代わりに使う）以外にも、デルタのように他の文字と組み合わせてつかう記号もあります。デルタには数字が入るわけではありません。
Ｑ1 ｖの意味がよくわからない。ｖはＶでもいいのですか。
小文字と大文字は区別しますのでｖはｖと書いて下さい。
Ｑ1 距離の単位をｓと書くのに秒もｓだとややこしいんですが違うのはないんですか。
物理では、単位は［ｓ］と［］をつけて表記し、物理量はｓとイタリックで書きます。
Ｑ134 本当のところ、膨張したのは「お茶」なのか「茶碗」なのかどっちですか。Ｑ2 膨張するやしないではなく、熱いからお茶が水蒸気になったのではないか。
茶碗についでから最初の1、2分で茶碗が一気に熱くなりますが、それと同時に水位が下がるのは茶碗の膨張が原因です。茶碗が熱く成りきってから10分ほどの間に水位が下がるのは、お茶が冷めるからです。この間は蒸発も多少影響があると思います。一度ぜひ観察してみて下さい。
Ｑ3 なぜ式にアルファベットを使うのか。
科学は世界中で研究していますから、共通の表し方をしないと混乱するからです。で、そもそも文字を使う理由は、どんな場合にでも成り立つ式だからです。式の文字にそのときそのときの数字を入れれば成り立つようになっているのです。
Ｑ4 今日、どこでもいつでも物は落ちると言っていましたが、無重力空間でも物は落ちるのでしょうか。僕は浮くと思うんですが。
授業では「どの星の上でも」と言ったのですが…。無重力空間でも落ちる場合があります。例えばスペースシャトルは最後には地球に落ちてきます。ところで「無重力空間」ってどこのことでしょう。
■授業についての質問
Ｑ14 物理って難しいのですか。Ｑ1 物理はがんばればできるようになれますか。
いったん分かってしまえばとても単純で簡単です。なので頑張ればできるようになります。
Ｑ1 物理はどうしてねむくなるのでしょう・・・・。
眠くならないように工夫しますので起きててください。
Ｑ1 授業の内容は中学と大きく変わりますか。
物理そのものの本質は変わりませんので大きく変わるということはありませんが、方法などは変わる部分もありますし、より深くなります。
Ｑ14 予習復習はどのようにすればいいですか。
予習はテキストを読んでくる。復習は問題を解く。そのほか課題を出す場合もあります。
Ｑ2 物理は具体的にはどんなことをするのか。
物理の授業は公式や理論の説明、実験、問題演習などです。
Ｑ2 どうすれば物理が好きになれますか。Ｑ2 物理はよくわかりません。どのようなことをしたら理解できるようになるのでしょうか。Ｑ34 物理をどうやって勉強していくのか。いい勉強のしかた。Ｑ3 公式の覚え方は、どうやって覚えるのか。Ｑ4 物理を得意にする方法ってありますか。
とても難しい質問たちですね。物理の問題が解けるようになるためには、演習問題を解いて練習することが大切だし、そうすれば公式も覚えられますが、いくら演習問題が解けたからと言って、それだけでは物理が好きになることにも、得意になることにもなりません。
やはり、まずは現象をよく観察して、ルールを見いだすことが大切だと思います。
Ｑ3 物理の楽しいところは何ですか。Ｑ3 物理を通して一番学ぶべきこと。
「単純なルールで全てが説明できる」ということがわかったときの「わかった」感を得るために、仮説を立てたり、実験をして確かめたり、数式やグラフなどの道具で説明しようとすることが楽しいし、説明できたときはもっと楽しい。
物理で一番学ぶべきなのは、そういった「考え方」です。物事には倫理的な考え方、宗教的な考え方、など色々な考え方があります。物理の授業でぜひ「科学的な考え方」を体得してもらいたいと思います。
Ｑ4 どれくらい実験とかをするんですか。
一学期にに一回から二回できればと思います。
■科学の質問
Ｑ1 生物とはなんですか。
いきなり難しい質問ですね。「明らかに生物」と「明らかに無生物」は誰にでも区別できますが、どちらなのか判断に困るものを区別するのが難しいですね。
Ｑ1 ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾールとか、テトラクロロジベンゾパラダイオキシンとかって、何語でどういう意味なんですか。
化学物質の名前です。「ポリ」とか「パラ」とか「ベンゾ」とか「テトラ」とか「クロロ」とか「ジ」とかに意味があって、名前を見ればどんな物質かわかるようになっています。
Ｑ2 「音」について、サンプリングレート、ＶHz､Ｖbit などの意味を教えて下さい。
サンプリングレートは、音をデジタル化するときの用語です。ＣＤのサンプリングレートは44.1ｋＨｚつまり１秒間に44100回信号をチェックしてデジタル化していると言うことです。細かいレート（割合）でサンプリングすればするほど、より細かい信号まで記録できますが、データ量は膨大になります。
あとの二つはＶの意味がわかりません。Ｈｚは「毎秒何回？」という意味の単位で、ｂｉｔはコンピュータのメモリーの最小単位です。
Ｑ2 ふぐの毒はどこにありますか。
知りません。調べてみてください。図鑑・事典・インターネットなどでわかるはずです。
Ｑ2 人間は限界を越えられるのですか。
超えられる限界もあれば超えられない限界もあります。
Ｑ2 うちゅうに終わりはあるんですか。
あると考える学者もいればないと考える学者もいます。現在では「ある派」を支持する観測結果が多くでています。
Ｑ2 宇宙には風があるんですか。
太陽風などの粒子の流れなどがあります。空気の流れとは違いますが「風」と呼んでます。
Ｑ2 宇宙人はいるのだろうか。
僕は、きっといるだろうと思っていますが、まだ誰も遭遇していないし確認もしていないですね。
Ｑ2 何日くらい眠らなくても平気ですか。
人間の話ですよね。多分一週間を越えるとやばいと思います。試さないように。
Ｑ2 理科系にすすむと、例えば医者以外に何になれるんですか。
私の友人の場合…、ニコンでレンズの開発、サンヨー電気で人間の感情と顔の表面温度の関係の研究、ＮＥＣ富士通などで半導体の開発、大学で研究（講師～助教授など）、高校の理科や数学の教員、企業のコンピュータシステムの保守、醤油メーカーで新種の酵母の研究、証券会社でデータ分析、ソフトウェア開発などなどです。
Ｑ2 恒星はいくつあるんですか。星は何個あるんですか。
肉眼で見える恒星はざっと6000個です。宇宙全体ということになると、億の単位でも足りません。
Ｑ3 なぜ磁石は同じ鉄一本でできているのに、Ｎ極とＳ極にわかれているのですか｡
不思議ですね。ＮまたはＳ極しかないモノポールという物質の存在が理論的に予言されています。
Ｑ3 線路は膨張してもいいようにつくられているけど、冬になって縮んでしまってすき間があきすぎることはないのか。
そうならないように設計されています。例えば10ｍごとの長さのレールですき間が開きすぎるようならば、5ｍの長さにすればすき間も半分になります。
Ｑ3 膨張しないものにはどんなものがあるのか知りたい。
パイレックス（低膨張ガラス）やインバー材などの特殊な素材があります。膨張しては困る用途につかわれます。
Ｑ3 なんで物体は膨張するんですか。
極々単純に言えば物体を構成する分子と分子の間の隙間が変わるから。
Ｑ3 物理とは。
さまざまな科学現象の基本になる法則を見出す学問。かな？
Ｑ3 物理と科学と生物の中で最も覚えることが多いのは。
科学はもともと覚えるものではなくて、考えるものです。とは言っても実際には覚えることもありますが、その分野を好きになれば色々本とか読んでいるうちに自然と覚えられます。
Ｑ3 なぜ原子は少ないのか。
天然の元素は92種類です。原子は原子核とその周りを回る電子からなっていますが、原子核は、陽子と中性子が組み合わさっています。その組み合わせに限りがあるからです。
Ｑ3 光はなぜまっすぐすすむのか。
群集がある方向に進んでいる中で歩いている時、横に進めないのに、ほんの少しだけ似ています。
Ｑ3 光について、動く距離がわかるのはなぜか。
光でも何でも進む距離を測るには物差しを使ったり、三角測量をしたりなど、色々な方法があります。
Ｑ3 紙の上から息をしても、紙が持ち上がる現象はなぜですか。圧力と関係あるのですか。
何かが持ちあがるのであれば、それは、そのものに上方向に力が働いているからです。
Ｑ3 水素が空気より軽かったり、そういう気体の重さは何によって決まるか。
気体を構成する分子によって決まります。
Ｑ3 ものが落ちるとき重さにかかわらず落ちる時間がなぜ一緒なのか。
多分三学期の終わりに出てくると思うのですが、例えば2倍重たい物は、2倍大きな力で地球に引っ張られます。しかし、2倍重たい物はもともと2倍動きにくいので、大きな力で引っ張られても同じだけの動きにしかならないのです。
Ｑ3 何でいろんな雨が降るの。Ｑ3 なぜいろんな雲があるのか。
温度と湿度と気圧がさまざまに変化しているからです。
Ｑ3 空は何で青いのか。
そこから、青い光が出ているからです。
Ｑ3 なぜカミナリは鳴るんですか。
空気が振動するからです。
Ｑ3 犬は人間の言う事を理解しているのか。
ある程度は。でも意味を理解するというよりは感情を理解しているのでは無いかと思います。
Ｑ3 どうしても髪は伸びるの。日によって伸びる長さとかは違うのか。
髪やゆつめなどが伸びないで生まれた時のままだとすれば、いずれはなくなってしまうのではないでしょうか。日による違いは…自分の体で調べてみては？
Ｑ3 なぜ物体を冷却するときにはフロンとかそういう化学物質が用いられるんですか。暖めるときは自然解凍もできたりするけど、自然に冷やすのは難しいんですか。地球に害がなく物体を冷やすことは難しいのですか。
不可能です。熱は熱い方から冷たい方にしか伝わらないからです。しかし、冬に自然にできた氷を夏までとっておいて利用すると、地球へのムダな熱の放出はなくなります。昔の冷蔵庫はそういう仕組みでした。地球への影響を押さえるためには、無駄に冷やし過ぎないことも重要です。
Ｑ4 皆が見ている「色」は全員同じ色なのか。
この疑問は僕も高校の頃にはまりました。答えは「確認することはできない」です。
Ｑ4 つばめ低く飛んだらなんであめ。
確か雨の前には餌となる虫が増えて、それをつばめが食べるので低空飛行するのでは？調べて見てください。
Ｑ4 アメリカは月に行ったのですか。
僕は直接には見ていませんが、多くの情報から総合的に判断すると、行ったのだと思います。そもそもアメリカが月に行ったことを否定するちゃんとした証拠はありません。最近よくバラエティでやっている「陰謀説」がありますが、その番組自体がヤラセである可能性を考えながら番組を見なくてはなりません。テレビが怖いのは、情報ソースを確認することが困難であるにもかかわらず、それを鵜呑みにしてしまいやすいところにあります。
例えばナイアガラの滝は本当にあるのでしょうか？
Ｑ4 星の光はなぜ点滅するのですか。
大気の影響です。
Ｑ4 網戸に多く虫がくっついているのはなぜですか。
その場所に虫を惹きつける何かがあるからではないでしょうか。
Ｑ4 星と星の間は何光年も離れているのにどうして全部同じように光るのか。
光りかたは星によって違いますよ。距離によっても違うし、性質によっても違います。
Ｑ4 宇宙旅行はいつできるようになる。
数10～100年後だと思います。ただし、「宇宙旅行」の定義にもよりますが。スペースシャトル程度なら簡単ですが、月や火星まで行くのはとても大変です。
Ｑ4 鉄は温まりやすく冷めにくいがどこでもそうなるのか。
鉄の性質は、どこでも同じです。条件で変わることがある場合は、どこでも同じように変わります。
Ｑ4 雨が降ったとき、虹が見える時、見えない時があるのはなぜですか。
虹が見えるためには、適度な大きさと量の水滴、適度な位置にある太陽が必要です。それらの条件があうのはいつもというわけではないのです。
Ｑ4 宇宙に上下、端とかどうなってるんですか。あるんですか。
上下は重力で決まる方向なので宇宙空間にはありません。端はありません。
Ｑ4 ハレー彗星などの星が地球にぶつかるのはいつですか。
ハレー彗星などの大きな彗星・小惑星が地球にぶつかることは予測されていません。これは予測可能なのがせいぜい数100年単位だからで、何万年後にはわかりません。
Ｑ4 地球の水はどこからどのようにできたのか。
色々な説がありますが、他の星からという説もありますよ。
Ｑ4 季節はなぜ移り変わるのか。
地軸が傾いているため、太陽の光があたる強さが1年周期で変化するからです。
■そのほかの質問
Ｑ1 なぜこの教科を選んだのか。Ｑ2なぜ物理の先生になろうと思ったのですか。
もともとは天文に興味があったから、そして物事の本質を知りたかったから。さらに、もともと教えるのは好きでした。
Ｑ1 電話と電子メールのどちらがいいですか。
目的によりますが、どちらでもかまいません。
Ｑ1 なぜ携帯を持たないんですか。
持つと不便になったり怠け癖がついたりするからです。
Ｑ1 先生の苦手なものは何ですか。ちなみに僕は人体模型が苦手です。
あまりないです。だんだん克服しました。
Ｑ1 何歳ですか。Ｑ2奥さん又は彼女は何人いますか。Ｑ1 子どもはいますか。Ｑ1 筒井先生の下の名前はどう読めばいいんですか。Ｑ4先生の下の名前は愛知なんですか。
年齢はあまり気にしていません。人数は秘密です。結婚歴はなく子どもはいません。名前は愛知です。「よしとも」と読みますが「あいち」と読んでもよいですし実際そう呼ぶ人もいます。
Ｑ2なんで科学のことをサイエンスって言うんですか？
一番大きい理由は化学と勘違いされないためです。化学のことは「ばけがく」と言ってます。同様に過程をプロセス、家庭をファミリー、課程をカリキュラムと言い分ける場合があります。明かにわかる場合はいいのですが。
Ｑ2アリキリの小さい方に声がにてますね。
そうですか。
Ｑ2一浪したときの気分はどうですか。
センター試験を受けたときに落ちたと思ったのでそれほどショックではなく、むしろのんびりできて気が楽でした。不十分な状態で大学に入りたくなかったのもあります。
Ｑ3 この教室の机はイスに対して高いと思うんですけど。
机に対してイスが低いとも言えますね。調節できるものは調節してください。
Ｑ4私は理科がさっぱりなので、出来る限り努力はするけどそれでもダメな場合も怒らないでください。
まずは「不思議だ」って思えるようになって、次第にその仕組みがわかっていけばよいと思います。
注意：この質問と回答は1年1組～4組の物理の授業で採取した質問に筒井が回答した物です。Ｑのあとの数字が質問者の組です。回答には注意を払っていますが、間違いもあると思います。見つけたら報告してください。後日フォローします。
あなたの質問をお待ちしています。