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私たちはスカスカか?ビッシリか?
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みなさん突然ですが、みなさんの体はビッシリ詰まっていますか?それともスカスカですか?
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「ビッシリ詰まりすぎてダイエット中」とか「頭スカスカだから勉強しなくちゃ」という類の話ではありません。
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本日は、物質を細かく見ていくとどうなるのか、というお話です。
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モノの大きさ
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それでは視点を人間の身長から順に小さいものへと移していきましょう。
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人間の身長:「1m」。人間の身長は、背の高い人から低い人まで色々いらっしゃいますが、オーダー(単位)として「1m」としましょう。
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パーツや臓器:「10分の1m」。人間を構成するのは手や脚といったパーツや臓器ですが、これは「10分の1m」オーダー。
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細胞:「10万分の1m」。パーツや臓器を構成するのは細胞ですが、細胞の大きさはさまざまです。大きなものですと鶏の卵があれでも1つの細胞ですが、ヒトの体を構成する細胞の大きさのオーダーは「10万分の1m」と言われています。
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分子:「10億分の1m」。細胞を構成するのは分子ですが、大きさなんと「10億分の1m」。感覚的に理解できる領域では無いですね。
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原子:「100億分の1m」。分子は原子で構成されます。例えば、水素原子2つと酸素原子1つがくっついて水分子になります。
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原子の構造
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原子は原子核を中心として電子が周りの軌道を回っている構造をしています。
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太陽を中心として地球をはじめとする惑星が公転する太陽系と似たイメージですね。
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太陽系の場合は、星と星の間に広大な空間が広がっているわけですが、原子の場合はどのくらい空間が広がっているのでしょうか?
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原子全体の大きさのうち原子核の大きさは10万分の1と言われています。
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ということは、原子核の大きさをテニスボール(直径約7cm)に例えると、電子の周回軌道は直径約7kmということになり、原子もかなりスカスカな構造ということになります。
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スカスカな原子でできた私たちが物を触れる理由
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スカスカな原子で構成された私たちがどうして物を触れるのでしょうか?
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触ろうとしてお互いにすれ違ってしまわない理由は何なのでしょうか?
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それは、電子が電気(マイナス電荷)を持って原子核の周りを高速で回り覆っているから、ということになります。
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なんと、電子は原子核の周りを秒速2,200kmで回っているそうです。
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物を触ろうとするときには、私の手を構成する原子の周りを待っている電子の電荷と、物を構成する原子の周りを待っている電子の電荷とが、マイナス同士で互いに反発しあうからすれ違わずに触ることができる、というわけなんですね。
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電気のおかげ
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スカスカな私たちが物を触ることができる理由は、私たち自身が構成要素レベルで電気を帯びた存在であるから、ということになります。
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「恋をしてビビッと来た」など電気を使った比喩表現がありますが、案外本質をついていると言えるでしょう。
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