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タイトルの直下にこれまでの生徒実験関連の記事を整理してのせました。生徒実験を計画しておられる先生方、どうぞ参考にしてみてください。スマホ版サイトではこのリンクにたどりつけないようです。PC版サイトでお試しください
2026.04.27
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ほんとうは「モネ没後100年 クロード・モネ ー風景への問いかけ」@アーティゾン美術館(中央区京橋)へ行きたかったのです。開催期間 5月24日[日]まで。しかし、予約チケットが取れなくて上野の国立西洋美術館へ行ってきました。ここの常設展でも、たくさんのモネを見ることができます。で、びっくりしたのが常設展は、高校生以下及び18歳未満、65歳以上、障害者手帳*をお持ちの方とその付添者1名は無料とのことで、開館時間9:30から午前中いっぱい堪能してきました。で、モネ作品ですが2Fの9の部屋。「雪のアルジャントゥイユ」雪は白くないんだ…「睡蓮、柳の反映」199.3 x 424.4cmの大きな作品です。キャンバスに油彩ですが、上部は傷んで欠落しています。「舟遊び」ジベルニーでの家族の舟遊びを描いたもの。空の青とバラ色の雲が好き。これら作品を含め9点が松方コレクションから展示されていました。松方幸次郎(川崎造船所社長)は1916年から約10年間にわたってヨーロッパを訪れては画廊に足を運び、絵画、彫刻から家具やタペストリーまで、膨大な数の美術品を買い集めました。日本の敗戦後、パリにためおいたコレクションが日本に返還されるにあたって作られたのが西洋美術館です。このあたりのいきさつは原田マハの小説「美しき愚かものたちのタブロー」に描かれています。ここ西洋美術館はモネなどの印象派ばかりでなく、たくさんの所蔵品が展示されており、常設展は侮りがたい。何度でも訪れたくなります。
2026.04.25
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分液ろ紙を使うメリット操作の手軽さ: 従来の分液ロートを使用する場合と比較して、非常に**「お手軽」**に分離作業ができる点が大きなメリットです。小スケールへの対応: 四塩化炭素2mlと純水4mlといった、少量の試料を用いた実験でも、簡便に二層を分離することが可能です。確実な層の分離: ヨウ素を用いた抽出や、エステル合成で生じる油層(エステル層)の回収において、効率的に目的の層を取り出すことができます。これは有機実験に便利!分液ろ紙を試しました (2)→2020/12/15ブログこれまで分液ロートを使ってきましたが、これはお手軽でよい。四塩化炭素2mlにヨウ素を溶解し純水4mlを加えて二層にし、ろ過したものです。エステル合成_分液ろ紙_蒸れた靴下→パイナップルのにおい→2020/12/29ブログ得られた油層はNo2が最大、エーテル層をとばしたNo1やNo3でも少量とれました。実験室はパイナップル臭であふれて…
2026.04.18
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有機化学実験はたくさんありますが、高分子化合物の実験は面倒で、生徒にとって魅力的なものは少ないです。そこで、生徒実験に落とせるいくつかの実験を試してみました。<銅アンモニアレーヨン>銅アンモニアレーヨンの合成;予備実験 (2)→2018/1/24ブログシュバイツァー試薬は粘る液体になりました。これを注射器ですって、硫酸水溶液に押し出します。銅アンモニアレーヨンの合成2より繊維に近いものを作る;予備実験→2022/3/13ブログ太さ1mmほどのモノを作ることができました。今度はシュバイツァー試薬の粘性を落として、注射針を使いました。<光硬化性樹脂と2液混合クリスタルレジン>合成高分子化合物の実験を検討する①光硬化性樹脂を試す→2020/10/20ブログ1剤でUV硬化するするものを検討します。合成高分子化合物の実験を検討する②光硬化性樹脂をの予備実験→2020/10/21ブログクラフト用の光硬化性樹脂を合成高分子化合物の実験に使えないかと検討しています。写真は、テストで作ってみた葉脈標本の封入物です。合成高分子化合物の実験を検討する③2液混合クリスタルレジンを試す→2020/10/24ブログ用した2液混合クリスタルレジンは、日新レジンの製品です。主剤:ビスフェノールA型液状エポキシ樹脂200g硬化剤:変性脂環式ポリアミン100g合成高分子化合物の実験を検討する④2液混合クリスタルレジン予備実験→2020/10/24ブログ17時間30分経ったところで、表面が固まったので取り出しました。これらの予備実験は生徒実験として実施しませんでした。
2026.04.17
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51か月分の電気使用量(総量・朝晩・昼間・夜間)と気温の関係を調べてみました。電気量データは東京電力「くらしtepco」から入手しました。「電化上手」というエコキュート向けのプランで契約しており朝晩・昼間・夜間の使用電力量を知ることができます。また、月別平均気温は気象庁の近隣の市の月別平均気温から得ることができます。このデータを使って総電気使用量と気温の関係を調べてみます。明らかに気温との相関がありました。冬季(約4℃)に使用電力量が最大化します。650-690kWhを記録しました。暖房はエアコンと小さな電熱ヒーターを使い、お湯はエコキュートで作っています。春・秋季(約20℃)前後で電力消費は最小化します。200kWh台まで減少します。夏季、30℃に近づくに連れて消費がふたたび増加しました。これは、エアコンが電力消費の中心と思われます。エコキュートが夜間の電力量を増加させる冬場の夜間消費の多さ: 気温が最も低い時期(3.7℃〜4.1℃など)に、夜間の電力量は250〜260kWh台と、年間で最大になります,エコキュートは外気の熱を利用してお湯を沸かすため、気温が低い冬場は効率が低下し、消費電力量が増加するという性質があります。これがデータに顕著に現れています。夏場の夜間消費の抑制: 気温が29℃を超えるような夏場は、夜間の電力量が70〜90台程度まで大幅に減少しています。これは、外気温が高く、給湯に必要なエネルギーが少なくて済むためと考えられ、エコキュートの季節変動の特徴を裏付けています。昼間電力との違い: 夏場(8月など)は冷房需要により「昼」の電力量が増加(120前後など)しますが、「夜」の電力量はそれほど増えていません。このことから、夜間の電力は冷房ではなく、外気温の影響を強く受ける給湯(エコキュート)が主な変動要因であることが推測できます。以下に気温と夜間電力量の相関グラフを示します。明らかに気温と夜間消費電力量の負の相関がみられました。東京電力の「電化上手」プランは電力自由化後、新規契約ができません。しかし、最も安いオール電化プランです。51か月の平均は月額10058円で光熱費(ガス未契約)のすべてです。光熱費は納得いくほど安いのでこのまま利用します。以下に元データをグラフにしたものを載せておきます。
2026.04.16
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実験室で講義しながら、生徒たちに実験してもらいます。50分の授業時間内に説明・解説・実験・片付けを終わらせるのはかなり綱渡りです。年間プログラムと授業時数の制約の中で進度を保ち、生徒の理解を上げていかねばならぬのはつらいものがあります。以下、実際の準備と講義です。講義実験「様々な電気分解」を作成した電源装置で→2017/10/12ブログ電圧は12V、電流値は0.3Aでした。面白いことに⑤硫酸銅(Ⅱ)水溶液の電解では、0.07Aでした。生徒と議論し、かなり面白い授業になりました。予備実験「電気分解・講義実験」=様々な水溶液の電解→2018/11/6ブログ講義実験ですから、復習しながら進めるので、なんとか50分の授業時間に収まりそうです。また、予備実験の結果、銅イオンを含む溶液は後回しにすることにしました。生徒実験「電気分解・講義実験」=様々な水溶液の電解→2018/11/7ブログ実験は生徒への問いかけ、解説の後、一つずつ行います。一通り実験し、片付けまで48分かかりました。
2026.04.15
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ファラデー定数の実験で誤差を減らすコツファラデー定数の測定実験において、誤差を減らし精度を高めるためのコツは、主に「電極の処理と扱い」「電気分解の条件設定」「精密な測定」の3点に集約されます。1. 電極(銅板)の準備と取り扱い電極の質量変化を正確に測定することが重要です。事前の研磨と洗浄: 銅板はあらかじめサンドペーパーでしっかり磨き、純水で洗って水分を拭き取っておきます。表面に触れない: 電気分解後の電極表面、特に陽極は触らないように注意してください。陽極から剥がれ落ちた銅粉が手につくと誤差の原因になります。洗浄と乾燥の徹底: 実験後は「純水で水洗い」→「アセトンに浸けて脱水」→「ヘアドライヤーの温風で乾燥」という手順を素早く行います。特に陰極は銅が析出する際に水を取り込みやすく、乾燥が不十分だと質量が多めに出てしまい、大きな誤差につながります。2. 電気分解の条件設定反応を安定させ、電流値を一定に保つための工夫が必要です。溶液の加熱: 1mol/Lの硫酸銅(Ⅱ)水溶液を使用し、実験開始前に60℃程度に温めておくと精度が上がります。電極間距離の調整: 電極同士の間隔は5mmから1cm程度に設定します。間隔が広すぎると抵抗が増し、狭すぎると生徒がショートさせるリスクがありますが、適切に狭めることで陽極の溶け出しが安定します。定電流電源の使用: 電流の変動を防ぐため、定電流電源を用いて1.0A〜1.2A程度を保持します。3. 精密な測定と記録高精度な天秤の使用: 感量10mgの天秤ではなく、感量1mg(0.001g)まで測れる精密電子天秤を使用し、有効数字3桁で実験を行うことで精度が劇的に向上します。電流値の平均化: 定電流電源を使用してもわずかな変動(最大0.05A程度)は生じるため、1分おきに電流値を記録し、その平均値を使用して計算を行います。陽極の結果を重視する: 陰極は乾燥不十分による誤差が出やすいため、一般的に陽極の減少量から求めた数値の方が理論値に近い良い結果が得られる傾向にあります。これらのコツを組み合わせることで、多くの班で誤差を±2%程度に収めることが可能になります。以下のリンクから、実際の実験と生徒レポートをご覧ください。定電流電源装置を一台1500円で作ります→2017/9/5ブログ電気分解用1500円定電流装置の配線と設定→2017/9/6ブログ実験:ファラデー定数を求める→2017/9/8ブログ予備実験です。硫酸銅Ⅱ水溶液を銅電極で電気分解し、ファラーデー定数を求める実験を検討しました。ファラでーの法則生徒実験;電流計校正と予備実験→2017/10/28ブログ生徒実験「ファラデー定数を求める」実施しました→2017/11/1ブログ生徒は、7分ほど白板で理論と操作の説明を受けたのち、30分前後で操作と片付けをして、10分で結果の整理・計算をします。生徒実験「ファラデー定数を求める」生徒のレポートから→2017/11/1ブログ以下、2018年の生徒実験です。予備実験「ファラデー定数を求める」→2018/11/8ブログ①硫酸銅(Ⅱ)溶液をあらかじめ60度程度に加熱する②スターラーは使わない③50mLビーカーに75mLほどの硫酸銅(Ⅱ)溶液を入れる④電解時間は600秒生徒実験「ファラデー定数を検証する」→2018/11/15ブログ実験時間は始業のあいさつー説明ー片付けまでいれてすべての班が終了するまで40分です。残りの時間5分(今日は45分授業)はデータ処理にあてました。生徒実験「ファラデー定数を検証する」レポートから→2018/11/15ブログファラデー定数96500C/molから、多くの実験班で±2%の範囲に収まっています。特に、陽極のCu板の減少から求めたファラデー定数が良い値を出しています。2020年はコロナ下で生徒実験できなかった。実験書から、実験手順、データの処理まで6分の動画に編集してあります。硫酸銅(Ⅱ)水溶液の電気分解によりファラデー定数を求める動画→2020/5/15ブログ以上です
2026.04.13
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Softbank光をBIGLOBE光10Gに変えました。現在運用していますが、高速になり(子機限界のスピード)快適に使っています。光通信プロバイダを変えました →2026/4/11ブログ変更の動機は6330円/月の利用料が負担になったためです。「価格.com」経由の申し込みで大きな特典が得られることを知り、プロバイダを検討しました。候補は「NURO光」と「BIGLOVE光」で、最終的に「BIGLOVE光」にしました。「ファミリー10G(2年プラン)」を契約しました。月額6280円(税込み)ですが、スタート割と継続割が約束されていて何年かは月額6270円(税込み)の見込みです。これに当初1年は5000円超の値引きがあります。(契約当初の初工事費、事務費、Softbank光の解約手数料は負担してくれるそうです)さらにキャッシュバックがあり、3月1276円(すでに受領)、10月16270円、2028年2月48628円が口座に振り込まれます。これら割引・キャッシュバックを合わせて契約期間(2028年/2月まで)の月額を計算すると1138円/月(税込み)になりました。2029年2月まで(3年間)計算すると2848円/月(税込み)となります。「獲らぬ狸の皮算用」ですけどね…2026/4/132028年/2月までの月額を計算すると863円/月を1138円/月に訂正します。計算間違いをしていました。ごめんなさい。
2026.04.12
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2021年から使い続けていた「SoftBank 光ファミリー・ギガスピード」を「BIGLOBE光ファミリー10Gタイプ」に変更しました。新しい家庭内ネットワークの構成は次のようになります。5年間使続けたSoftbank光の概要は以下にまとめてあります。通信環境を作り直す⑤Softbank光の運用と家庭内ネットワーク→2021/2/11ブログ①変更の理由毎月6233円(税込み)の使用料を払ってきましたが、これを2000円程度に抑えたいと思いました。次回のブログで月額予想をまとめる予定です。「価格・com」で調べて、向こう2年間のキャッシュバックが高い2つのプロバイダにしぼり、最終的にBIGLOVE光にしました。②家庭内ネットワークの構築家庭内ネットワークの概要は冒頭の図です。このために、購入したものは1)Wi-FiルーターNECのPA-720D8BEです。AMAZONEで25693円でした(現在は35178円)【Wi-Fi 7対応】最新規格Wi-Fi 7対応のデュアルバンドのコンパクトなWi-Fi ルータです。【MLO対応】5GHz帯と2.4GHz帯を同時に利用できるので高速&安定通信が可能です。(同時モード:MLMR)【10Gbps WANポート搭載】高速回線光サービスが活かせるWAN 10Gbpsポートを搭載。LANポートは、4ポートのうち1ポートが2.5Gbpsに対応しています。BIGLOVE光10Gbpsを契約したので、10Gに対応できるwifiルーターです。NECのルーターは安定性に高評価、有線LANの出力も2.5Gが一つついているのが魅力です。また、Wi-Fi7にも対応していて、将来、子機が増えてきたときに買い替えが必要ない。(対応しているのは今、iPhone16くらい)2)cat6ALANケーブルLANケーブルはこれまでcat5e(最大通信速度1Gbps)を使っていましたが、光通信速度に合わせてcat6A(最大通信速度10Gbps)に交換しました。(1500円の出費でした)③導入結果下はルーターとLANケーブルを比較しながら、ネットスピードを調べた結果です。6時から23時まで家の各所で測定し、平均を取った値です。1)有線LAN接続は1Gbpsを越えられません。Wifiルーターを変えてもcat5eもcat6aもほぼ同じ値です。そもそも、子機コンピューターのLANが最大1Gbpsですから、変わらないのでしょう。ケーブルは子機の問題もあり、あまり効果はないようです。だたし、光ケーブル速度が10Gbpsになったせいかほぼ倍速になりました。2)無線LAN(WiFi)の速度アップは倍以上になりました。(ONUからルーターまではcat6aケーブルです)Wi-Fiの電波強度は、以前のルーターに比べてかなり強く、どこでも安定して受信できています。光通信環境を一新しましたが、あくまで「契約月額を安く上げよう」というのが動機です。しかし、性能向上はロマンみたいなもので、ついでに楽しんでいます、
2026.04.11
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化学の授業においてイオン化傾向と電池の仕組みを教えるための演示・生徒実験に関する活動記録をまとめたものです。講義実験(演示)で「イオン化傾向と電池」を行います→2021/4/17ブログコロナ下の実験はなかなか思い通りにできません。しかし、ものを見てもらわなければ「化学」の授業にはならないと思っているので、思い切って講義(演示)実験を予定しています。講義実験で「イオン化傾向と電池」を行いました=結果の記録→2021/4/21ブログ講義実験(演示)を1クラス終えました。結果を記録しておきます。講義実験「様々な電池」→2017/10/11ブログ生徒に実験させながら講義します。電池の講義実験:予備実験→2018/10/25ブログ見えない電子の動きを実感してもらいながら、電池を理解してもらうのに、講義しながら生徒実験=講義実験を行います。電池の講義実験:講義編→2018/10/30ブログ講義実験は片付けまで入れて50分を超えました。ちょっと、内容豊富だったみたい。昨年は、①イオン化傾向②(1)ボルタ電池までだったのですが今年は、「盛り込みすぎたか?」と反省です。
2026.04.04
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信楽の粘土を用いた素焼き容器の製作から始め、成形と焼成を経て電池の部材として活用しています。完成した容器を用いた実験では、28時間にわたりモーターを回転させることができました。また、代替素材としてセロファンや食塩水を利用する手法も紹介します。ダニエル電池用素焼き容器を粘土から作る→2020/2/10ブログ粘土は信楽の手びねり土を買いました。ダニエル電池用素焼き容器を焼きました→2020/2/18ブログダニエル電池用素焼き容器、焼き上がり、電池を作ってみます→2020/2/19ブログ室温15℃で実験開始から45分以上、0.32Vを維持し、モーターも変わりなく回転していました。ダニエル電池素焼き容器、長時間モーターを回せました→2020/2/20ブログ28時間後に亜鉛板がとけ落ちて、モーターが止まりました。ダニエル電池用素焼き容器;量産できました→2020/3/25ブログ2つの量産型素焼き容器 左;すべて素焼き 右;アクリル円筒に素焼き板をつけた容器テキトー電池:ダニエル電池→2017/10/10ブログ素焼き版の代わりにセロファン、薄いZnSO4aqの代わりに濃いNaClaqを使いました。
2026.04.03
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生徒実験:反応に伴う熱の出入りとヘスの法則(予備実験)→2018/1/31ブログ反応熱を水温の上昇で測定する実験を行い、ヘスの法則を検証する生徒実験を行います。そのための予備実験を行いました。溶液の密度や比熱容量をどこまでこだわってやるのか検討しました。生徒実験:反応に伴う熱の出入りとヘスの法則(実施)→2018/2/2ブログ予備実験をもとにできるだけ本質を理解してもらえるよう、簡単なものにしました。生徒実験:反応に伴う熱の出入りとヘスの法則(生徒のレポート) (2)→2018/2/7ブログ縦軸は実験班の数、横軸は誤差(%)=[1]+[2]-[3]/[3]X100です。多くの班が、誤差±5%に収まっています生徒実験(①計画、実験テキスト):ヘスの法則→2019/1/28ブログ発熱に伴う温度上昇を記録してグラフにし、外挿して温度上昇度Δtを求めるデータ処理を加えてみようと計画しました。生徒実験「ヘスの法則」②予備実験・再計画・実験テキスト→2019/2/1ブログ生徒実験操作は変更を加えて次のようにしました。①カップ、撹拌子の比熱容量を考慮しない。②温度変化のグラフを書かせ、外挿で温度上昇を求めさせる。③溶液の密度を実験①〜③まで1.01g/mLとする。以下予備実験の結果生徒実験「ヘスの法則」③生徒実験→2019/2/4ブログこのほかに、プロジェクターで測定例のグラフを生徒に提示してあります。生徒にはこれを参考に、グラフ用紙に書いてもらい提出です。生徒実験「ヘスの法則」④生徒レポート→2019/2/7ブログ再計画した実験方法は生徒でも±5%の誤差範囲内で結果を出せるが、グラフ操作などかなり高度です
2026.03.29
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溶解熱についての演示実験です。「化学反応と熱」の導入に使っています。「化学反応と熱」の初めに演示実験を見せています。これまで、溶解や化学反応式の量論が中心でしたが、変化には熱の出入りがあることを知ってもらうことが目的です。反応熱の演示実験:チオ硫酸ナトリウムの溶解熱→2019/1/29ブログチオ硫酸ナトリウムの溶解熱は吸熱です。従って結晶析出時は発熱となります。溶解熱の演示…チオ硫酸ナトリウムの過飽和溶液2021/10/13ブログネッククーラーCOOLOOP:固⇄液の平衡で28℃を保つ→2022/8/12ブログ
2026.03.28
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市販のオキシフルに含まれる過酸化水素濃度を測定する実験を題材に、事前準備から生徒による実習、結果の分析までをまとめて紹介します。予備実験では、反応速度の制御や薬品の安全性、廃液処理といった指導上の留意点を検討しました。オキシフル中のH2O2濃度の測定;酸化還元滴定→2017/9/27ブログ3−4人班で10班。説明から片付けまで50分の実験授業です。実験プリントはA4版2ページで、計算・考察など記入して翌日の授業で提出です。予備実験「酸化還元滴定」オキシフル中のH2O2濃度の測定→2018/10/2ブログ実験値は4.79mL,4.79mL,4.84mLでした。この実験だけで25分費やします。生徒実験「酸化還元滴定」オキシフル中のH2O2濃度の測定→2018/10/10ブログこれでビュレットを扱うのは3回目です。生徒の滴定は上手になりました。生徒実験「酸化還元滴定」生徒のレポート→2018/10/11ブログ約80人弱が滴定しました。各実験班員一人1回は滴定操作することにしてあります。したがって、全員の滴定操作のヒストグラムとなります。とてもよく揃った結果だと思います。以下マインドマップです
2026.03.20
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朝のドラマで話題の小泉八雲(ラフカディオ・ハーン)の肖像です。これは、型染めで和紙に印刷した「小泉八雲旧居」という冊子の1ページです。この作者は、金津滋(1923年-1996年、松江出身)は、日本の染色工芸家です。紙を切って、型を作り、紙や布に型染めしています。出雲の民芸の思想と文化を土着の美へと昇華させた一人です。出雲民蓺館「金津滋の図案」で見てきました。展覧会名: 出雲民藝館開館50周年記念特別展「金津滋の図案」会期: 2025年10月29日(水)~ 2026年5月11日(月)会場: 出雲民藝館(島根県出雲市知井宮町628)開館時間: 10:00 ~ 17:00(最終入館は16:30まで)休館日: 火曜日(祝日の場合は翌日)、年末年始入館料:一般:1,000円、高大生:700円、小中生:500円主催: 出雲民藝協会館内の様子です。型紙と金津の作品が108点展示してあります。小泉八雲関連の図案ばかりでなく、陶器の図案や羽子板の絵、絵葉書、お土産物屋や蕎麦屋の紙袋などの図案も作っており、生活に根ざした、まさに民芸。身近な生活を潤す作品が並んでいました。この民芸館はJR西出雲駅から徒歩10分のところにあります。駅からの道案内もなく、人通りもなく、現地まで歩くのに不安な道でした。もともと、豪農の邸宅で俵倉を利用した本館と西館があります。入り口の長屋門まで長い板塀の道を行きます。人気がなく、静かな雰囲気に導かれます。とても静かな雰囲気でゆっくりと作品を見て回れました。小さいですが、いい美術館です。出雲にお出かけの際はぜひ訪れて、穏やかな時間を過ごしてください。
2026.03.16
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(湯陣千代の湯のHPから引用)この宿は玉造温泉でも珍しい自家源泉を持っており、一切の加温・循環・薬剤消毒を行わない源泉かけ流しを特徴としています。<成分>泉質名: ナトリウム・カルシウム-硫酸塩・塩化物泉液性: 弱アルカリ性(低張性)pH8.4(泉質表示より)源泉温度: 約66℃注目すべき成分: メタケイ酸1kgあたり約200mgという、基準の4倍<効能>美肌効果(クレンジング): 弱アルカリ性の性質が、肌の古い角質を優しく落とし、ツルツルにします。 ※私の体感です。肌がツルツルになりました。2日経ちますがまだツルツルです。 ※これにはメタケイ酸(天然の保湿成分)の効果もあると思います。(wikiから)ハリと若返り(硫酸塩泉): 硫酸塩がお肌にハリを与えます。保湿と保温(塩化物泉): 塩分が肌に膜を形成し、湯上がり後の乾燥を防ぎ、ポカポカとした温かさを維持します。一般的適応症: 神経痛、筋肉痛、関節痛、五十肩、冷え性、疲労回復、健康増進など。で、湯口から温泉採取して、徐音になるのを待ってpH試験紙で測ってみました。あれれ~。pHが6~7になってました。このpH試験紙は確認、校正ずみです。pHが中性になってしまうのは、次のことが考えられます。1.加水しているの?千代の湯の公式情報では「加水・加温なし」の100%天然温泉とされています。約66℃の熱い源泉を、加水せずに自然の力(あるいは熱交換など)で温度調整しているようです。加水によるpH低下ではないようです。2.空気との接触により二酸化炭素が溶け込んでpHが8.4から7に下がるのか?pH8くらいの水は空気中の二酸化炭素が溶け込むと容易にpH7くらいになるそうです。湯口の温度が66℃よりかなり低いので、自然空冷しているかもしれません。源泉を高いところから空気中に落として冷ましているかもしれませんが、冷却の仕方は確認していません。湯口は源泉に近く、アルカリ性が残っている可能性が高い場所です。一方、浴槽の隅は空気や人と触れ、中性化が進んでいる場所です。採取したのは湯口なので結果が予想と違っていたので原因がつかめませんでした。一応、泉質データも下に表にします。<アクセス>東京駅から新幹線で岡山駅(3時間15分)、岡山駅から玉造温泉駅まで伯備線、特急八雲(2時間40分)、玉造温泉駅からバスで10分ほどでした。なかなか時間がかかりました。温泉宿は川を挟んで何件もたっており、川には足湯もあり、平日でしたが散歩する人がたくさんいました。
2026.03.14
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中和滴定と電離平衡の学習を支援するための記録をまとめました。pH計を利用した滴定曲線の作成に関する生徒実験の計画から、実施後のレポート評価までを載せてあります。理論的な理解を深めるために、数値計算やシミュレーションを用いたグラフ化の指導も行いました。また、実験環境を整えるための工夫として、自作の電池式スターラーの製作工程やpH計など器具の保守管理についても時系列で紹介します。理論の集大成としてのシミュレーション: 「電離平衡」の学習のまとめとして、滴定曲線の計算とグラフ化(シミュレーション)が行われています。これにより、抽象的な電離平衡の概念を具体的な数値と視覚的なグラフに結びつけることができます。グラフ指導とシミュレーション: 生徒にシミュレーション(グラフ)を書かせることは、グラフ指導の一環として位置づけられています。これは、実験データを適切に処理し、視覚化する技能を養うためのステップとなります。予備実験と生徒実験による検証: 教師による予備実験を経て、実際に生徒が「酸・塩基の滴定曲線」を描く生徒実験が実施されます。シミュレーションで学んだ理論値や予測を、pH計などの機器を用いて実際の測定値と比較・検証するプロセスが含まれています。また、正確な実験を行うために、pH計の保守・管理やスターラー(撹拌機)の自作など、実験環境の整備も重要です。予備実験「水溶液の電離平衡」滴定曲線をもう一度→2018/2/15ブログNaOHaqを0mL,5mL,10mL加えた混合溶液のpHを理論的に計算し、▲と▪️で打点しています。これは、電離定数を与えて、生徒に計算させます。入試問題を解く時間を減らして、あえて実験するのは自然科学が向かい合うべきは現象だと信じるからで、向かい合うから面白いと感じてもらえる。勉強する情熱はそこから生まれてくると思います。pH計の保守と管理:生徒実験「滴定曲線」など→2018/2/20ブログなんと10年前に買って、3年前まで放置されていたpH計①が使い物になったのです。生徒実験:水溶液の電離平衡「滴定曲線」(実施)→2018/2/21ブログレポートは、滴定曲線を2本描いたグラフ用紙のみ。これまでの「グラフの書き方」の学習を生かして書くように指示してあります。生徒実験:水溶液の電離平衡「滴定曲線」(生徒のレポート)→2018/2/26ブログ生徒は今後、仕事をするようになっても。さまさまな場面でグラフ表現をしていくことになるでしょう。自分の主張をグラフで表現できるようになることは彼らの武器になります。そんなことを願いながら1年間グラフ表現にこだわって授業してきました。予備実験:「酸・塩基の滴定曲線」を描く→2018/9/22ブログビュレットには水酸化ナトリウム水溶液0.5mol/Lを入れておきます。約1mL(滴下量は正確に記録)ずつ滴下。pH表示が安定したら記録します。生徒実験:「酸・塩基の滴定曲線を描く→2018/9/26ブログ生徒には「教科書は仮説だと思え」と話します。実験は仮説の実証の練習です。「何事もやって見ないとわからない」。自分でデータを取り、実証を進めるのが、生徒実験の意義です。見やすいグラフを書くことは、生徒に身につけて欲しい大切な素養です。直線か?折れ線か?曲線か?を考えることは、現象に一歩近づくことです。生徒実験:「酸・塩基の滴定曲線」生徒のレポート→2018/9/29ブログ生徒には、「1ヶ月後、自分で見ても何の実験のグラフかわかる」ことが、「他人に見せてもちゃんと伝わるグラフ」と話しています。電離平衡のまとめに「滴定曲線」計算-グラフ化→2022/2/19ブログ生徒はたくさん計算しなければならないのですが、反復ドリルです。濃度計算とpH計算を身に着けてほしい。滴定曲線のシミュレーションを生徒に書かせました-グラフ指導 (2)→2022/3/10ブログ高校入試期間、休講中に『「酢酸・塩酸と水酸化ナトリウムの滴定曲線」をグラフにして提出しなさい』という課題を与えました小型スターラー回転数可変型を作る→2017/10/17ブログ電池駆動スターラーの製作①材料→2024/6/18ブログAmazonを中心に材料を調べましたが、電池ケースやスイッチはモノタロウにもあたってください。電池駆動スターラーの製作②配線→2024/6/19ブログ以上です。
2026.03.03
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これまでの中和滴定の実験準備・予備実験・生徒実験・レポートのまとめです。食酢の濃度を測定する実験を軸に、実験器具の正しい扱い方やフェノールフタレインを用いた色の変化の観察、レポート作成の指導について具体的に記しました。また、円滑な授業運営のために欠かせない実習助手との連携や、予備実験の重要性についても触れています。以下、時系列で記事を紹介します。タイトルにリンクが貼ってあります。生徒実験について思うこと→2017/9/13シュウ酸→水酸化ナトリウム→食酢への中和滴定の流れを生徒に解説、滴定実験を次回行いました。中和滴定の予備実験→2018/9/6ブログ実習助手の先生も生徒実験に立ち会って指導していただけるので、操作や器具、注意事項を確認しながら実験前には必ず予備実験しています。生徒実験:中和滴定を実施→2018/9/18ブログ食酢中の酢酸濃度についてモル濃度[mol/L]と重量%濃度を求める実験です。生徒実験:中和滴定のレポート→2018/9/21ブログ雑な滴定もありましたが、今後「滴定曲線」「参加還元滴定」の実験でビュレットの扱いにも慣れてくるでしょう。 自作ペリスタポンプで酸塩基滴定→2019/7/02ブログ生徒実験に使うつもりはありません。予備実験で私や実習助手さんが使うといいと思っています。化学部や他の生徒の研究用として供与したいと考えています。また、流量コントロールができるので、カラムクロマトグラフィーの滴下用に使えると思います。2年理系化学実験「中和滴定」の板書とプリント→2019/10/1ブログ理系4単位の授業では同僚U先生が「中和滴定」の実験を行なっていましたので、お断りして板書とプリントの写真を撮らせていただきました。中和滴定の授業と予備実験→2020/1/31ブログ実験の目的をしっかり示して、その周辺の水酸化ナトリウムの性質やシュウ酸標準溶液の解説を上の図を使って行いました。中和滴定の予備実験2→2020/2/3ブログ予備実験は実習助手の先生と行い、ビデオを撮りながら、ちょうど50分かかりました。ビデオを撮らないと30分くらいです。中和滴定「食酢の濃度を調べる」生徒実験→2020/2/4ブログ説明15分、実験35分でした。実験中は実習助手と私で、班を回ってとまどわないように援助しました。中和滴定「食酢の濃度を調べる」生徒のレポート→2020/2/9ブログ予備実験では滴下量平均6.82mL、食酢の濃度0.702mol/L、4.21%です。生徒は水酸化ナトリウム溶液を過剰に入れてしまう傾向があるので、滴下量が多めになります。中和滴定「食酢の濃度を調べる」楽しく生徒実験→2023/2/16ブログ中和滴定の公式、acV=bc'V'の計算がすぐにできない生徒もいます。このような生徒たちに、中和滴定の実験を行うのですが、緊張感の中でも、中和滴定操作を楽しんでほしい。以上、まとめました。
2026.02.28
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秋田県仙北市の新玉川温泉に行ってきました。玉川温泉の成分は「日本一の強酸性」と「微量の放射能」を併せ持つ、世界でも極めて稀な性質です。風呂の湯口から採った湯は無色透明でかすかに硫化水素臭があります。pH試験紙ではpH1でした。pH1は胃酸と同じくらい。湯船は50%希釈と100%に分かれており、順に入って体を慣れさせるよう、指示されています。1回目入浴ではちょっとした傷口が染みる程度でしたが、時間をおいて2度目・3度目と入ると、体中が徐々にピリピリと沁みてきました。きっと、皮脂が取れてきたのでしょう。1. 泉質と主な成分泉質名は「酸性-含二酸化炭素・鉄(Ⅱ)・アルミニウム-塩化物泉」です。pH 1.2で主成分が塩酸であり、日本一の酸性です。さらにラジウムが含まれていて、微量の放射線を放出しています。湧出量は日本一で 「大噴(おおぶき)」と呼ばれる一箇所の湧出口から、毎分約9,000リットルものお湯が98℃の熱湯で吹き出しています。2.効能(適応症)新玉川温泉は旅行客のためにホテル並みの宿泊施設と食事(ビュッフェ)を用意したきれいな施設でしたが、玉川温泉は「療養・湯治」を目的とした場所です。(ただし、冬季は交通機関が止まっています)3.ホルミシス効果「ホルミシス効果(Hormesis)」は有害なものでも、ごく微量であれば体に良い刺激という現象のことです。4.北投石北投石(ほくとうせき)」は温泉の成分が数千年もかけて積み重なってできた、世界でも超レアな放射性の石です。天然のラジウムを含んだ硫酸バリウムの結晶です。石の中に微量のラジウムを取り込んでいるため、常に微量の放射線を出し続けています。3.の「ホルミシス効果」の源です。(wikipediaより)この石は台湾の北投(ベイトウ)温泉で1905年に日本人の学者(岡本要八郎氏)が発見しました。玉川温泉のものは世界で2番目に発見されました。玉川温泉の遊歩道(冬季閉鎖)に行くと、地熱で熱くなった地面に北投石の塊がゴロゴロしています。そこにゴザを敷いて寝るのが、世界でここだけの体験になります。5.冬季のアクセス東京駅からミニ新幹線「こまち」(赤い車両)に乗って田沢湖駅まで行きました。緑の車両は東北新幹線「はやぶさ」です。盛岡駅で切り離し、分かれて秋田方面へと向かいます。なんと、この路線は単線でした。踏切もありました。はやぶさ連結中は300km/h以上で走っていましたが、連結解除後のスピードは100km/hくらいに落ちていました。田沢湖駅です。ここから唯一の交通手段、路線バスで新玉川温泉へと向かいます。一日4便の最終便12:35に乗りました。除雪された1車線を山に向かいます。道脇に除雪された雪は2m弱あり、そこを縫うように走ります。先導してもらいながら1時間と少しで到着です。このバスに乗り遅れるとその日は宿にたどり着けません。たくさんの人がバスを待っていましたが、1台増便されました。この度は、刺激的でした。今度は雪がなくなってから岩盤浴に行けたらいいなと思っています。
2026.02.23
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一辺9㎝のダイソーケースを使って、安価なPVT3次元グラフを作ります。立方体表面の補助線は透明なインクジェットプリンター用紙を使って作りました。線がはっきりしないので調節していきます。今のところボイルの法則のグラフ部分は細いマスキングテープを貼っています。これも太い糸できれいにしていきます。ベースになる3次元グラフは、2017年に作った一辺16㎝のPVTグラフです。ボイル・シャルルの法則、PVT3次元グラフ模型→2017/11/15ブログアクリル板、アクリル棒をつかいしっかりした作りなのですが、金額がかなりかかりました。そこで、今回の模型は500円以内で作ることをめざしました。①PVT3次元グラフプロトタイプ概要黄色マスキングテープでボイルの法則(圧力-体積)を表現しています。奥へ行くと高温の条件のグラフです。赤糸でシャルルの法則(温度ー体積)を表現しています。奥へ行くと高圧の条件のグラフです。②穴あけ、補助線シート1辺9㎝のダイソークリアキューブの各面に張り付け、穴あけガイドとします。図形ソフト「花子」で作り、インクジェットプリンターで透明シートに印刷しました。格子一辺0.54cmとし穴あけ場所に点を打って、補助グラフも描いておきました。③穴あけ、糸通し1mmのドリルで穴をあけ、針に通した刺繍糸を張っていきます。最後にボイルの法則を強調するために黄色のマスキングテープをはりました。④材料、金額クリアキューブ90(ダイソー)110円赤・緑、刺繍糸(2巻入り、ダイソー)110円マスキングテープ細(ダイソー)110円BBEST ラベルシール 透明フィルム A4 10枚入り ノーカット(Amazon)850円工具は刺繍針、ドリル、ピンセットが必要です。以上です。手のひらサイズですが、もう少しブラッシュアップしていきます。
2026.02.11
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本記述内のタイトルは該当記事にリンクしています。クリックすると該当記事に飛びます。2017年はボイル・シャルルの法則、PVT3次元グラフ模型 2017/11/15手に取ってグリグル回しながら観ることのできる3Dグラフの模型を作りました。2018年はエビデンス示して!②気体の1mol 2018/6/21窒素N2で分子量27から28の値が得られます。もちろん酸素や二酸化炭素でもいい値が出ますよ。補習「見えない粒を見る」化学実験講義7日目最終 2018/8/2①測定前後で体積の変わらないボンベではほぼ(?)分子量が理論値と一致する。(かなり乱暴な実験ですが)②測定前後で体積の大きく変わるバッグでは全く違う分子量となる。なぜこのような結果になるか?班ごとに生徒たちに話し合わせて、発表。さらに全体で話し合います。2019年は化学補習5日目最終日「気体の質量をはかる」 2019/7/26前の質量より、0.05g軽くなります。そう、軽くなった分が空気の浮力。生徒は不思議そう、空気の浮力についてもやもやした感じでした。私も水の浮力になぞらえて、空気の浮力を話したり、生徒の質問に答えたりしましたが、少し時間をとって、班の中でいろいろ議論してもらいました。生徒同士の議論がよく納得に結びついたようです。補習「解けるか?溶けないか?」「気体の質量をはかる」生徒感想 2019/7/27「気体の質量をはかる」は計算があり、また浮力という概念を実感することを目的としたものですから、生徒には難しい内容です。イメージを伝えるのは難しい。もっとも生徒たちはよく頭脳を活用してくれたようです。2020年は気体の状態方程式:演示で熱気球 2020/7/01この演示を見てもらって、浮力の説明をし、PV=nRTを使って、何グラムまで持ち上げられるかをレポートで提出してもらいます。2022年は 物質量と粒子数・質量・気体の体積をつなぐ計算ができない 2022/10/24高校1年生は数学で指数計算をならってませんが、1年で化学を授業するときは必須なので演習して身につけさせます。しかし、生徒さんにとっては新しい表記なので、理解も計算も難しいのでしょう。物質の種類に関係ない、個数の問題です。物質が水、アンモニアと異なるので混乱したのかな?以上のまとめのマインドマップは以下です。
2026.01.26
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「炭酸カルシウム(CaCO3)と塩酸(HCl)の反応」を中心とした化学反応の量的関係についての記事を整理してまとめます。1. 炭酸カルシウムと塩酸の反応実験化学反応における「反応物と生成物の量の比例関係」を学ぶための代表的な生徒実験です。• 内容: 炭酸カルシウム(CaCO3)に塩酸(HCl)を加え、発生する二酸化炭素(CO2)の質量を測定します。反応式の係数比に基づき、加えたCaCO3の質量と減少した質量(CO 2)の関係をグラフ化することで、どちらの試薬が先に無くなるかの概念を視覚化します。2. 文系クラス(化学基礎)での量的関係の実践文系生徒(2単位科目)を対象とした、理解しやすく、かつ精度の高い実験の工夫についてです。• 内容: 数学的な計算に苦手意識を持つことが多い文系生徒に対し、グラフ作成を通じて量的関係を直感的に理解させる試みです。3. 生徒の実験レポートと分析実験後の生徒の反応や、提出されたレポートの傾向についての考察です。• 内容: 実験結果をどのように解釈し、グラフに描くかについての指導記録です。理論値と実験値のズレ(誤差)の原因を考えさせることで、化学反応式が示す理想的な関係と現実の数値の繋がりを学ばせています。4. 「化学反応式と量的関係」の困難さに関する調査なぜ多くの生徒がこの分野で躓くのかを分析したアンケート調査の記事です。• 内容: 化学反応式の係数計算、モル(mol)計算、質量の換算など、どのステップで困難を感じるかを調査しています。この調査結果を、その後のよりよい実験・授業の工夫に生かしていきます。以下、このブログのリンクと代表的写真です。時系列で並べています。化学反応の量的関係;CaCO3とHClaqの反応/化学反応の量的関係;CaCO3とHClaqの反応のレポート出ました文系2単位で化学反応の量的関係;CaCO3とHClaqの反応文系2単位で化学反応の量的関係;CaCO3とHClaqの反応、生徒実験文系2単位で化学反応の量的関係;生徒実験レポート提出生徒実験:化学反応における量的関係生徒実験:「化学反応における量的関係CaCO3とHCl」生徒のレポート「化学反応式と量的関係」生徒の困難をアンケート調査
2026.01.23
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(写真1)下田駅から「水仙まつり」直通バスで爪木崎の駐車場まで直行できます。ここから徒歩で15分ぐらい岬の頂上まで階段を上がり、そこから階段・坂道を下ったところに写真の磯があります。(写真2)そもそも、爪木崎は柱状節理の岬なので数十mにも及ぶ節理が途中にられますが、この磯は節理が浸食されて1m~50㎝の節理が残っています。「俵磯」と言うんだそうです。波打ち際に降りて柱状節理の横や上をペチペチと触ることができます。何百万年の歴史にさわることができる。ロマンです。(写真3)遊歩道・岬頂上から先端の柱状節理を見る。こちらへは行くことができません、何十mの高さの柱が連なって壮観です。GoogleMap伊豆半島は4つのプレートがせめぎあう地殻変動が激しい場所。UNESCOのジオパークがたくさんあります。ここはその1つです。おりしも「水仙まつり」が開かれており、岬の東側斜面にはたくさんの水仙が咲いていました。もともと自生していた水仙を地元の方が植え広げていったようです。
2026.01.21
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前回のようにNotebookLMで動画を作る「物質の三態」→2026/1/15ブログ授業用のテキスト(下図)をNotebookLMに読み込ませ、これを生かして、「動画解説」を作ってもらいました。それが、上の動画です。気になるところはいくつかありますが、授業展開のヒントになります。動画の最初の図は、「インフォグラフィック」で全体のまとめを作ってくれています。☆詳しい操作方法は1/15の記事をご覧ください
2026.01.16
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前回はNotebookLMで授業用スライドを作ってもらいました。NotebookLMで授業用スライドを作る→2026/1/13ブログそのデータを利用してNotebookLMで動画を作らせてみました。私はどうも喋りが苦手で、授業展開がうまくいかないときがあります。授業がうまく進めるための参考になりました。手順は①PDFにした授業プリント「三態変化」をアップロードするすると、内容の分析が提示されます。②右上の「動画解説」をクリック30分ほどかかって動画が出来上がってきます。③できた動画をダウンロードします動画右側の縦の3点をクリックし「ダウンロード」を選びます。それを、YouTubeにのせたのが冒頭の動画です。以前、コロナ下でWEB授業を盛んに行っていましたが、その時にこれが使えたらなあ…
2026.01.15
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高校化学の先生方、いつも授業準備お疲れ様です。前回はGoogleのGeminiを使ってWEBのデータからきれいなグラフをつくる方法を紹介しました。すこしは授業のお役に立てましたでしょうか?「Gemini」を使って日の出・日の入りの時間をグラフ化→2026/1/9ブログしかし、「この内容をプレゼンできるようなスライドを作って」と入力したところ、スライドごとのテキストが表示されるだけで、すぐ使えるスライドは作ってもらえませんでした。GoogleのNotebookLMというサイトを見たところ、スライド生成がβ版ですがリリースされていたのでこれを試してみました。「NotebookLM」を検索し、web版の「NotebookLMを試す」から入ります。①NotebookLMのサイト②ソースの読み込み「+ノートブックを作成」をクリック、下の画面が出ます。今回は作成するもとの資料として、授業用に作った下のプリントPDF4ページをソースにアップロードしましたアップロードすると、内容が分析されて「提供された資料は、**物質の三態**と**熱運動**、およびそれらの変化に伴うエネルギーの挙動を解説する化学の学習教材です。粒子が温度上昇によって活発に動く様子や、**拡散**と**気体の圧力**が生じる仕組みが図解とともに示されています。また、**融解熱**や**蒸発熱**などの状態変化に関わる熱量に加え、分子間力の強さが**融点・沸点**に与える影響についても詳しく触れています。後半では、温度と圧力の相関関係を示す**状態図**や**蒸気圧曲線**が提示され、物質が固体、液体、気体へと移り変わる物理的境界が定義されています。全体として、ミクロな分子の動きからマクロな物質の性質までを体系的に学ぶための構成となっています。」と概要が表示されます。③スライドの作成右端のStudioにスライド作成があるので、クリックすると、大体10分くらいでスライドPDFを作ってくれます。全15ページのpdf資料ができました。内容が劇的、淡々と授業する私よりずっと印象に残るページタイトルです。もちろん、このまま授業に利用することはしませんが生徒のレベルに合わせて改変しながら使うつもりです。図は私が用意するよりずっときれいですのでそのまま使わせていただきます。いかがでしょうか、授業準備の時間がずいぶん少なくなったとは思いませんか?④おまけ;このテキストの「インフォグラフィック」全体を画像でまとめて表す機能「インフォグラフィック(β版)」があったので、作りました。この1枚ができました。
2026.01.13
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このグラフは冬至が過ぎても日出が遅くなってます…なんで? →2026/1/8ブログで使っています。これはGoogleのAI「Gemini」に作ってもらいました。データは国立天文台 暦計算室による「令和8年(2026年)の東京(東京都)の日の出入り・月の出入り」の年間一覧ページです。これまでは、当該データの一覧表を表計算に入力して、グラフ化していました。データを入力、表の成型、グラフの作成、軸表記の調整、タイトルつけなど、2-4時間要していました。「Gemini」を利用したところ10分ほどでできました。いやはや、とんでもない時短です!。皆さんにも活用していただきたく、その流れを紹介します。①ほしいデータのURLを探す。上の図は国立天文台 暦計算室による「令和8年(2026年)の東京(東京都)の日の出入り・月の出入り」のデータで2026年1月から12月まで毎日の時間が表示されています。②URLをGeminiの入力欄にコピペするGeminiは内容を解析して概要をテキストで返答してくれます。③グラフ化することを指示する入力欄に「グラフにして」と入力すると、文字(_やー)を使って荒っぽいグラフしかできません。そこで、「日の出、日の入りの時刻を2週間ごとにグラフ化しHTMLで表して」と指示するとこのHTMLはなかなかよくできていてグラフ上の点にマウスを合わせると、その日の具体的な時刻(例 4:28など)がポップアップ表示されます(最上のグラフでは5/15の日の入りにマウスを合わせて、時刻を表示しています)。さらにと解説が続きます。書いてある通りに④メモ帳にコードを貼り付け「sunlight.html」保存し、実行デスクトップに「sunlight.html」を保存し、クリックすると実行されます。いかがですか?「Gemini3」になって、圧倒的に作業が減りました。私たちは、何がしたい・どう表現したい(これが人の考える主要なこと)を考えるだけであとはAIまかせ(作業に時間を取られない)です。注)AIはときどき間違えます。元データーのサンプルチェックが必要です。元データとの突合せは必須だと思います。
2026.01.09
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昨年の冬至は12月22日でした。日の出は6:47、日の入りは16:32で昼の長さは9時間45分でした。6時ごろに起床します。その時、東の空が橙色に色づいていますがほぼ夜です。冬至を過ぎたのだから、日の出が日に日に早くなるかなと思っていました。しかし、冬至は「1年で最も昼が短い日」ではありますが、意外なことに「日の出が最も遅い日」でも「日の入りが最も早い日」でもありません。実は冬至を過ぎれば、夕方は少しずつ明るい時間が伸びていきますが、朝の暗さは1月上旬までもう少し続きます。これは①地球の公転軌道が楕円であることや、②地軸の傾きが原因で起こる「均時差」によるものです。時計上の「12時(正午)」と、太陽が真南に来る「南中時刻」は、年間を通じて最大15分程度のズレが生じます。冬至が過ぎた後にはこのズレの影響で日の出・日の入りが少しずつ遅くなります。下の動画で説明していますのでご覧ください。日々、夜明けが遅く氷点下になるような厳しさ(ここは埼玉)ですが、冬を乗り切りましょう。お体に気を付けてお過ごしください。
2026.01.08
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2022年から2025年までの電力使用量の月別グラフです。下段の表は気象庁の都市別・各月の平均気温を整理し、グラフに対応したものです。わが家(1人暮らし)の主な電力使用機器は冷暖房=エアコン、給湯=エコキュート(ヒートポンプ熱交換)2022-25年は生活状況に大きな変化がなく、おおむね同じような1年を送っていました。特に冬場の気温・水温が低い水を高温にするために電力を多くつかいます。エコキュートはそれまで10年以上使っていた機器を2023年に交換しましたので、効率が上がり、電力使用量は4割から2割減少したと考えています。①夏の電気使用量はエアコンで決まる8月を見てください。2023~25年平均気温は29℃越え、2022年は27.5℃です。エアコンの稼働時間が増えて電気使用量はずいぶん高くなります。気温ピーク時に室温35℃から28℃にヒートポンプで7℃下げるのは大変な電力が必要です。しかも、夜間を含め長時間にわたって利用するので使用量が増えてしまいます。②冬の電気使用量はエアコンとエコキュートで決まる1・2・3・12月の冬場での電力使用量を見てください。電力使用量が上昇します。これは、暖房にエアコンを使っていますので、室温5℃から25℃に20℃上げるためにエアコンのヒートポンプはフル稼働しています。また、エコキュートでは水温5度から給湯のために42℃まで温めます。(実際はタンクに80℃のお湯を貯湯します)この温度差をエコキュートのヒートポンプでつくります。冬場のほうがヒートポンプによる電力使用量が増えてきます。③ヒートポンプはガス給湯や電熱ヒーター、ガススト―ブより安いヒートポンプで冷暖房や給湯をまかなっていますが、ならば、ガス給湯や石油ガスにすればいいと思われるのではないでしょうか?ヒートポンプでは冷媒をモーターポンプで循環し、外気と熱のやり取りをします。エアコンでは1時間当たり10円から30円です。セラミックファンヒーターの1時間当たりの電気代は20円から36円、ガスファンヒーターでは1時間当たり15円から50円です。エアコンは部屋が温まるのに時間がかかる欠点があるので、わが家ではセラミックファンヒーターを必要に応じて短時間併用しています。電気代の月別変化をグラフにしておきます。こんな様子ですが、オール電化(TEPCO「電化上手」)ですので、光熱費のすべてです。「電化上手」は現在では選べません。もう少し、高くなる料金体系となります。
2026.01.02
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2026年。明けましておめでとうございます。昨年もたくさんの方に見ていただき、少しは授業の役に立てたかなと思っています。これまでの、アクセス数は1月1日で1933万9021でした。昨年から約44万7千アクセス増えました。化学講師として高校勤務を終えました。新しい実験をお知らせすることができなくなりました。そこで、これまでの実験報告をまとめて、実験別リストをまとめ始めています。昨年末にまとめた実験別リストは以下です。「化学反応の速さ」演示実験と生徒実験のまとめ→2025/12/26ブログ「分離と精製」生徒実験と授業の資料まとめ→2025/12/24ブログ「コロイドの性質」実験や日用品、風景のまとめ→2025/12/21ブログまだまだ、たくさんの実験があり、今年になっても続けます。どうか、学校の実験に利用していただけるようお願いします。
2026.01.01
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長い時間、実験を工夫しながら行ってきました毎年、実験をより良いものにするために少しずつ変えてきましたのでそのまとめを作ってみました今回は「化学反応の速さ」ですリンクをクリックすると、当該ブログに飛びますので、よかったら参考にしてください<演示実験>水素の爆発…反応速度は測れるか? 2017/12/18 ... 今回のテーマは、「10mホースで水素・酸素の混合気体を燃焼=爆発」です。私も30年前に水素と酸素の体積比を変えて長いホース中で爆発させ、爆発の反応速度を見たりしていたのですが、昔のこと。すっかりコツを忘れてしまい「必ず成功する」実験ではなくなってしまいました。化学反応の速さ:H2O2の分解反応を演示実験 2019/02/07 ... 2H2O2→2H2O+O2 過酸化水素の分解反応ですが濃度の減少(時間が進む) ...100mLのメスシリンダーに30%H2O210mLと純水5mL,さらに合成洗剤4,5滴を加え、シリンダーを傾けて内部をこの液で濡らしておきます時計反応を授業で演示 <生徒実験>生徒実験:化学反応の速さ(生徒実験)2018/02/08 ... ヨウ素酸カリウムKIO3溶液と亜硫酸水素ナトリウム溶液を混合するとヨウ素I2が生じ、これを加えておいたデンプンで黒く呈色させます。 生徒実験:化学反応の速さ(レポート)2018/02/10 ... この一年間グラフの書き方をずいぶんしつこく指導してきましたのでほとんど全ての生徒が次のようなグラフを書いてくれました。 この反応は0(無色)→1(黒)のデジタルな反応ですから、反応速度…生徒実験「化学反応の速さ」①実験計画とテキスト、予備実験 2019/02/07 ... 生徒実験:化学反応の速さ(生徒実験)→18/2/9ブログ毎年、生徒に楽しんでもらっている「化学反応の速さ」の実験を来週行います。今年は、実験器具を減らして、しっかり温度調節が行えるように、少し実験操作を変更してみました。生徒実験「化学反応の速さ」③生徒のレポート 2019/02/12 ... 温度上昇によって、かなり反応速度が上がっている実験結果でした。 10℃で2倍とはいきませんでしたが、温度管理を考えるとやむを得ないと思います。時計反応がうまくいかないときの対処法 2020/11/11 ... そんな時は、還元剤の濃度を少し薄めてやるか酸化剤のKIO3濃度を高めてやるとうまくいくと思います。
2025.12.26
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長い時間、実験を工夫しながら行ってきました毎年、実験をより良いものへとするために少しずつ変えてきましたのでそのまとめを作ってみました今回は「分離と精製」ですリンクをクリックすると、当該ブログに飛びますので、よかったら参考にしてください1.演示実験:昇華法・抽出茶葉(煎茶)からカフェインの針状結晶を取り出す実験にこだわってみました。時間をかけて美しい結晶を作るプロセスを記録しています。この結果は、「分離と精製」生徒実験の際に教卓に展示、みておもらおうと思います。1学期の授業準備②混合物の分離=昇華法 | 高校化学の教材;分子と ...煎茶からカフェインを昇華法で分離することをためしてみています。昇華点は178℃です。あまり温度を上げないようにして、タールが出ない条件を調べてみようと思います。1学期の授業準備③昇華法…ただいま成長中 | 高校化学の教材;分子 ...2018/04/02 ... 1学期の授業準備②混合物の分離=昇華法→2018/3/28ブログ煎茶からカフェインの昇華による単離を試みています。 ろうと表面にカフェインの針状結晶が ..1学期の授業準備④昇華法…針状結晶ができました | 高校化学の教材 ...018/04/03 ... ... 分離・昇華」の授業で回覧しようと予定しています。 茶葉2g,200℃加熱1時間を2日間に渡り合計5回行いました。 短時間で簡単にこの状態まではいきま ...「分離と精製」教室で生徒回覧 | 高校化学の教材;分子と結晶模型の ...2019/04/15 ... 今年度から文系クラスの化学基礎2単位を2クラス持ちます。 化学基礎、授業は「分離と精製」です。 授業ではできるだけ実物を回覧します。これは有機実験に便利!分液ろ紙を試しました | 高校化学の教材 ...2020/12/14 ... ADVANTECの分液ろ紙「2S」を使った、油層と水槽の分離です。 これまで分液ロートを使ってきましたが、これはお手軽でよい。 水層はろ紙上に、油層は ...2. 「分離と精製」の定番実験を効率化「蒸留(赤ワイン)」「ろ過」「ペーパークロマトグラフィー(水性ペン)」の3点セットを、化学基礎の導入実験として定着させています。予備実験で綿密なタイムスケジュールを組み、限られた授業時間内で文系の生徒でも確実な成果が出るよう工夫しようと思います。1学期の実験準備⑤蒸留・ペーパークロマトグラフィー・ろ過 | 高校 ...2018/04/04 ... 1学期化学の授業2時間目は「分離」の実験です。 1.赤ワインからエタノールの蒸留2.ペーパークロマトグラフィーによる水性ペン色素の分離予備実験:蒸留・ペーパークロマトグラフィー・ろ過 | 高校化学の ...2018/04/09 ... 混合物分離の実験を4/12に行います。 そこで今日は、時間を計りながら予備実験をしました。 実験プリントはこちら1学期の実験準備⑤蒸留・ペーパー ...生徒実験「分離と精製」蒸留・ペーパークロマトグラフィー・ろ過 ...2019/04/16 ... 昨年に引き続き「分離」の生徒実験を行いました。今年は丈夫な上流装置を手に入れ、生徒実験での事故予防を目指します。 予備実験:蒸留・ペーパークロマトグラフィー・ろ過→18/4/10ブログ生徒実験:蒸留・ペーパークロマト ...生徒実験「分離と精製」生徒レポート | 高校化学の教材;分子と結晶 ...2019/04/18 ... 生徒実験「分離と精製」蒸留・ペーパークロマトグラフィー・ろ過→19/4/17ブログ実験の生徒レポートが提出されました。 文系2単位の生徒たちです。生徒は初めての化学中間試験 | 高校化学の教材;分子と結晶模型の ...2018/06/07 ... 5月20日に2年生理系「化学基礎」1学期の中間試験がありました。公開して良い時期になりましたので、試験を公開します。 試験範囲は分離・原子・イオン ...あんまり勉強が好きでない生徒たち向け実験生徒実験:蒸留・ペーパークロマトグラフィ・ろ過(蒸留は演示で ...2023/04/30 ... 毎年、1年生2単位の「化学基礎」初めの実験は「分離と生成:蒸留・ろ過・ペーパークロマトグラフィ」です。 講師ですので毎年学校は違うので、設備、時 ...3. 実生活と科学の結びつき単なる教科書上の操作に留まらず、以下の事例を通して社会との接点を生徒に伝えます。* 医療: 酸素濃縮装置(ゼオライト等を用いた気体分離)。* 食品: 食用油の製造工程(圧搾・抽出・遠心分離)。食用油搾油=圧搾法と抽出法 | 高校化学の教材;分子と結晶模型の ...2018/04/28 ... 原油内のリン脂質や脂肪酸を遠心分離や水酸化ナトリウムで取り出す。 5.油を脱色、脱ろう 6.高温・真空状態で水蒸気を送り、有臭成分をのぞいて精密 ...酸素濃縮装置のしくみ=自宅療養者増加で準備 | 高校化学の教材 ...2022/08/18 ... 合成ゼオライトは小型酸素濃縮装置にも利用されています。 ②分離膜式窒素ガス発生装置=排ガスとして高濃度酸素排出 酸素は中空糸膜を通って出ていき ...
2025.12.24
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高校化学の授業に携わらなくなりました長い時間、実験を工夫しながら行ってきました毎年、実験をより良いものへとするために少しずつ変えてきましたのでそのまとめを作ってみましたリンクをクリックすると、当該ブログに飛びますので、よかったら参考にしてください今回はコロイドの生徒実験です。①コロイドの生徒実験とレーザーポインタの製作生徒実験:コロイド溶液の性質(予備実験)→2018/1/25ブログ実験前は必ず予備実験をして、生徒たちがしっかり観察できるようポイントを整理しておきます生徒実験:コロイド溶液の性質(実施) →2018/1/29ブログ生徒実験:コロイド溶液の性質(レポート)→2018/1/30ブログよくできた、レポートを載せておきます。このようなレポートは少ないですが、生徒のレポートへの注文もまとめてあります。チンダル現象観察用にレーザーヘッド購入しました→2018/3/6ブログ生徒の手元にレーザーがあるとより実験が面白くなりますので、レーザーヘッドを購入し自作しました前回の生徒実験で使っています。一つ25円でたくさん作っても実験費用は少なくすみます。②違う学校での生徒実験生徒実験(予備実験):コロイドの性質→2019/1/22ブログ凝析を起こさせる硫酸ナトリウム水溶液と塩化ナトリウム水溶液の濃度を予備実験で決めました。濃度を変えて試さないとうまく結果が出ません。生徒実験:「コロイドの性質」行いました→2019/1/25ブログ生徒実験:「コロイドの性質」生徒のレポート→2019/1/31ブログ毎度の生徒レポートの評価です。だんだん愚痴っぽくなってきていますが、次回改善を目指しましょう。③コロナで実験室が使えなくなりましたせめてクラスを2つに分け二十人ほどで実験しました「エアロゲル」コロイド溶液の授業で見せたい→2020/7/18ブログブラウン運動を簡単に見ることができます →2020/9/30ブログユニポスカを水に溶いて観察しますコロナ下、クラス半分でやっと実験…「コロイド溶液」→2020/10/07ブログ④コロナが落ち着いて初めての実験コロイド溶液の生徒実験→2021/11/11ブログコロイド溶液の生徒実験レポート=生徒に求めること→2021/11/18ブログ「実験結果の予想は観察の視点を明らかにし、どう表現するかを決める」実験前の姿勢も合わせて生徒に訴えたい。⑤日用品や景色にもコロイド私たちの日常にはコロイド粒子が溢れています。ゲルやゾルの状態のものが食品や日用品にたくさんあります。その珍しい例を北海道で見つけてきました。赤いガラス:金コロイドの色→2017/9/20ブログ「青い池」の青はコロイド溶液 北海道美瑛川→2019/8/25ブログ水酸化アルミニウムAl(OH)3コロイドだそうです
2025.12.21
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リニア(超電導リニア)の走行は、磁石の引き合う力と反発する力を巧みに利用しています。1.磁石の反発と吸引磁石の基本ルール磁石にはN極とS極があります。異なる極(N極とS極)同士は引きつけ合います。同じ極(N極同士、S極同士)同士は反発し合います。リニア車両の底部や側面に設置された磁石と、線路にあたる「ガイドウェイ」の壁に埋め込まれた磁石が相互に作用します。反発する力: 前方に位置するガイドウェイの磁石が、車両の磁石と同じ極になるように制御され、車両を押し出すように反発します。引き合う力: 後方に位置するガイドウェイの磁石が、車両の磁石と異なる極になるように制御され、車両を引きつけるように作用します。これらの「押す力」と「引く力」の連続的な発生により、車両は前へ前へと加速し、進んでいくのです。2.超電導と強力な磁力の仕組み(リニアの心臓部を担う3つのコイル)超電導と強力な磁力の仕組みリニアが時速500kmを超える速度と、車体を浮上させる強力な磁力を生み出す鍵は、「電磁石」と「超電導磁石」にあります。電磁石とは、コイル(電線を何重にも巻いたもの)に電流を流すことで、その周囲に磁力(N極とS極)を発生させる装置です。電流の向きを変えるだけで、N極とS極の向きを簡単に変えられる強力な磁力体です。 リニアの心臓部を担う3つのコイルリニアのシステムには、以下の3つの電磁石・コイルが使用されています。 リニアが進む仕組み:ガイドウェイの壁には「推進コイル」が設置されており、流す電流を切り替えることでN極とS極の磁界を交互に発生させます。一方、車両の「超電導磁石」もN極とS極が交互に配置されています。推進コイルと超電導磁石の間で、磁石の引き合う力と反発する力が交互に発生し、車両が推進力を得て前進します。使われている超電導磁石は-253℃で超電導状態になります。従来は-269℃で液体ヘリウムに浸すことが必要でした。-253℃は冷凍機でコイルを冷やせは超電導状態を維持できます。リニアが浮く仕組み(浮上走行):ガイドウェイには、走行用の推進コイルのほかに、「浮上・案内コイル」が8の字を描くように設置されています(通常時は電流は流れていません)。時速約150kmを超え、車両の超電導磁石が高速で通過すると、電磁誘導によりこの浮上・案内コイルに電流が流れ、コイル自体が電磁石となります。このとき、8の字の下のコイルは車両を押し上げる力、上のコイルは車両を引き上げる力が働き、車両がガイドウェイから浮き上がります。(リニア見学センターパンフから)リニアが曲がる・中央に戻る仕組み(案内走行):浮上・案内コイルは、車体が中央から左右どちらかにずれた場合、自動的に修正する力を発生させます。車体から遠ざかった側のコイルには、車体を引き戻す力が働きます。車体から近づいた側のコイルには、車体を反発させる力が働きます。この仕組みにより、カーブ走行時や横風を受けた際でも、車両は常にガイドウェイの中央を維持しながら走行します。3.路線図と将来リニア中央新幹線は、日本の経済・社会を大きく変えるポテンシャルを持っています。 路線ルートと開業予定:リニア中央新幹線は、東京都の品川駅から大阪市までの約438kmを結ぶ計画です。経由地: 甲府市付近、赤石山脈(南アルプス)中南部、名古屋市付近。開業予定: まずは2027年に東京(品川)〜名古屋間の開業が予定されています。(リニア見学センターパンフから)驚異的な時間短縮効果:区間現在(特急あずさ)リニア開業後(山梨県駅)時間短縮東京から甲府市まで約90分がリニアでは約25分となり約65分短縮されます。名古屋や大阪へも無理なく日帰りで移動可能となり、経済活動や人々の交流が飛躍的に活発化することが期待されています。(リニア見学センターパンフから)リニアの歴史:研究から開業計画へ東京~大阪間を1時間で結ぶ超高速鉄道を目指し、1962年にリニアモーターカーの研究がスタートしました。1962年: リニアモーターカーの研究がスタート。1972年: 実験車「ML100」が初めて浮上走行に成功。1979年: 宮崎実験線にて、無人走行で当時の世界最高速度517km/hを記録。1997年: 山梨リニア実験線の走行試験がスタート。2003年: 人を乗せた走行で世界最高速度581km/hを記録。2011年: 国土交通大臣が、リニア中央新幹線の整備計画を決定。2013年: 新型車両「L0(エル・ゼロ)系」による走行試験が再開。2027年頃: 東京(品川駅)〜名古屋(名古屋駅)間で開業予定。山梨県立リニア見学センターに行きました→2025/11/17ブログ
2025.11.18
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山梨県立リニア見学センターは時速500Kmで走る超電導リニアを間近で見られる施設です。1から3階まで3か所のテラスから走行の様子を見学できます。2日テラスは屋外から見学できます(上の写真は手前で停車したところを撮影)。走行は30分くらいおきに様々な速度で42.8Kmのガイドウエイを上り下りしています。テラスにはいくつかのモニタがあり、今どこを走行しているかを表示されるほか、係員が「あと5分で通過しますよ」と放送してくれます。400Km/hの走行のときはカメラが追い付かないくらいの速度で目前を通過していきました。1階はリニア試験車両(MLX01-2型、1995-2011年まで走行)実物と客席展示、60年に渡るリニア開発の歴史展示があります。(先頭車両)(内部、座席と窓:現在の新幹線と似ている)2階はリニア新幹線の動作原理を小学生でもわかるように展示してありました。また、車体を構成するパーツの実物展示もありました。(車体下に収納されている支持車輪215/80R23、200km/hくらいで浮上するときに収納されます)(小さい案内車輪も収納されており、ガイドウエイに沿って走るためのものです)(高温超電導磁石、車体内に収納)その他、小さなリニア車体があり乗って体験できます。3階は映像シアターと山梨を走るリニアのジオラマがあります。映像シアターでは時速500㎞/hでの走行を体感できる映像が流れています。山梨県立リニア見学センターは都留市にあり、料金およびアクセスは下の写真です(パンフより)走行・浮上の原理については次回のブログで
2025.11.17
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10月23日の午前6:02から午後6:02の間に祝われる非公式の祝日です。米国式の表記では6:02 10/23となり、主として北米の化学者たちが、10月23日の午前6時02分から午後6時02分までを、物質量の単位である「モル」を記念する日としています。あわせて、日本化学工業協会・日本化学会・化学工学会・新化学技術推進協会の4団体が2013年(平成25年)に10/23を「化学の日」制定しました。この日を含む月~日曜日を「化学週間」として、小学生から一般の人までを対象とした化学実験の教室や講演会、研究発表会、フォーラムなど様々なイベントが開催されています。日本科学未来館では20日(月)~26日(日)に(以下のリンクで)化学の日関連イベント「だから化学はおもしろい」日本化学会では、関連イベント情報を網羅して紹介しています(以下のリンクで)。【お知らせ】10月23日は「化学の日」!~化学の日関連イベント情報~さて、このアボガドロ定数ですが高校化学が苦手な方もこの顔を覚えてらっしゃるかと…アボガドロは、イタリアの物理学者・化学者で、化学の分野では特に「アボガドロの法則」1811年発見、がこの定数名のもとになっている重要な法則です。アボガドロの法則は「同じ温度・圧力の気体は、同じ体積中に同数の分子を含む」というものです。そして1909年、フランスの物理学者であるジャン・ペランがいくつかの異なる方法でアボガドロ定数を決定しました。彼はアボガドロにちなんで定数の名前を付けることを提案しました。アボガドロ定数は歴史的には分子量1の分子1グラム分の物質量を想定したものです。ただし質量欠損の効果があるため、分子量が2倍大きくても質量が2倍に増えるわけではないので、アボガドロ定数は2019年まで炭素12を基準とし、12gの炭素12に含まれる原子の数として定義されていました。2019年のSIの改定で物質量のSI単位系とした以降、1モル(mol)には6.02214076×10^23個の要素粒子が含まれるとしました(6.02214076×10^23 mol−1と定義)。モルはここからきています。1ダースが12個であるように、Ⅰmolは6.02×10の23乗個となります。6020000000000000000000000000000000個というとんでもない数になります。
2025.10.23
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注文がありまして、模型を作りました。在庫分を合わせて送ります。在庫が少なくなり、今後はほぼパーツ集めから始めます。注文後、2・3週はかかります。
2025.10.13
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2025年10月6日ノーベル賞医学生理学賞で坂口志文氏他2氏が受賞したのに続き、10月8日に発表されたノーベル化学賞は京都大学の北川進特別教授(74)と、リチャード・ロブソン教授(メルボルン大学)、オマー・ヤギー教授(カリフォルニア大学バークレー校)の3氏が受賞しました。(REUTERSから引用)受賞理由は、「金属有機構造体(MOF: Metal-Organic Frameworks)の開発」です。MOFは、金属イオンと有機分子が結合してできた、極めて微細な孔(あな)を無数に持つ多孔性材料で、天然ガスや二酸化炭素などの気体を貯蔵したり分離したりするのに役立つ新しい材料として、環境やエネルギー問題の解決への応用が期待されています。<吸着する>この研究で、狙った分子を大量に吸着する道が開かれました。「(物理的)吸着」はたくさんの小さな穴が開いた固体に気体分子がくっつく現象です。冷蔵庫の脱臭剤に使われている活性炭は匂いの分子(気体)を表面に吸着し、離さないので脱臭剤としての役目をします。小さな穴の表面に分子が弱い引力(分子間力)でくっつきます。さらに、分子の運動で穴の迷路に潜り込んでしまい出られなくなる。冷蔵庫の脱臭ばかりでなく水質浄化にも使われます。この他に、シリカゲル(水の吸着)、ゼオライトなどがあります。<狙った分子を吸着する>ゼオライトという吸着剤があります。特徴的な結晶構造を持ち、細孔の大きさが特定の分子を吸着します。合成ゼオライトは細孔の大きさが0.3nm、0.4nm、0.5nm(10-9m)の分子を吸着できるといった特性を持っています。これにより、狙ったサイズの分子を吸着できるようになりました。<もっと精密に狙った分子を大量に吸着する>金属有機構造体(MOF: Metal-Organic Frameworks)は細穴の大きさを精密にデザインできます。内部に非常に多くの空間(孔)があり、その表面積はテニスコート一面分にも達すると言われるほど広大です。これにより、大量のガス分子などを吸着・貯蔵できます。1グラムのMOFで、表面積が数千平方メートルに及ぶものもあります。北川進教授は水素や二酸化炭素を吸収・放出できるMOFを作り、「呼吸する固体」と呼ばれています。ヤギー教授はこの細孔の大きさを自由にデザインできるようにしました。使用する金属イオンや有機配位子の種類を組み合わせることで、孔の大きさ、形状、表面の化学的性質を自在に設計・調整できます。これにより、特定の分子だけを選んで吸着・分離するといった「分子ふるい」のような機能を持たせることが可能です。<それって何の役に立つの?>エネルギー問題:水素、メタン(天然ガス)の効率的な貯蔵や燃料電池の触媒環境問題:二酸化炭素 (CO2 ) の分離・回収、有害ガスの除去、水の浄化(重金属や有機汚染物質の除去)医療・化学:特定の薬物を必要な場所に届ける(ドラッグデリバリーシステム)、高効率な化学反応の触媒<金属有機構造体(MOF)ってどんなもの?>(Gemini)上の図はMOFの基本的な構造です。図中の大きな灰色の球は金属クラスター(Metal Cluster / 金属イオン)でフレームワークの角を形成します。青い棒で示されているのは有機配位子(Organic Linker)金属クラスター同士を結合する梁として機能します。規則的な網目構造の内部には、細孔が(図の赤い球や緑の球がある空間)が形成されます。この細孔のサイズや形状は、金属クラスターや有機配位子の種類によって自在に設計できます。図中の赤い球や小さな緑の球は、この空隙に取り込まれた分子(ガス分子、溶媒分子など)を表現しています。MOFの機能は、この空隙でゲスト分子を吸着、分離、貯蔵、または触媒作用によって変換することです。今年は2人目の日本人受賞です。これまでに9名の日本人受賞者がいます。
2025.10.09
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2025年のノーベル生理学・医学賞は、大阪大学特任教授の坂口志文(さかぐち しもん)氏ら他2名に授与されることが発表されました。坂口 志文 氏(さかぐち しもん):大阪大学免疫学フロンティア研究センター特任教授メアリー・E・ブランコウ 氏 (Mary E. Brunkow):米システム生物学研究所フレッド・ラムズデル 氏 (Fred Ramsdell):米ソノマ・バイオセラピューティクス社【授賞理由】「制御性T細胞(Treg細胞)」の発見と、それによる「末梢免疫寛容(まっしょうめんえきかんよう)に関する発見」が評価されました。【制御性T細胞(Treg細胞)について】免疫システムにおいて、免疫の過剰な働き(暴走)にブレーキをかける役割を持つ細胞です。この細胞の発見により、免疫系が自分の体を攻撃してしまう自己免疫疾患(関節リウマチなど)やアレルギー、がん治療、臓器移植など、幅広い分野での新しい治療法開発への道が開かれました。【抹消免疫寛容について】「免疫寛容」とは、自分の体を異物として攻撃しないようにする、免疫システムのブレーキ機構のことです。もしこのブレーキがなければ、免疫細胞は健康な細胞や組織を攻撃し始め、自己免疫疾患(関節リウマチ、I型糖尿病、多発性硬化症など)を引き起こしてしまいます。この免疫寛容には、大きく分けて二つの種類があります。中枢免疫寛容: 免疫細胞が胸腺(きょうせん)という器官で成熟する初期段階で、自分の組織を攻撃する恐れのある細胞を排除する仕組み。末梢免疫寛容: 中枢でのチェックをすり抜け、体全体(末梢)に出てしまった免疫細胞が、実際に攻撃を始める前に防ぐための最後の防御システム。このシステムを担う細胞が「制御性T細胞(Treg細胞)」です。坂口氏の発見は「免疫学最後の大発見」とも評されています。発表は2025年10月6日(日本時間)に行われました。授賞式は例年通り、12月10日(アルフレッド・ノーベルの命日)にスウェーデンのストックホルムで行われる予定です。これで日本人受賞者は6人となりました。誇らしいです。
2025.10.07
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グリーンで低エネルギーなCO2を排出しない水素製造法が求められています。電気分解・メタンからの製造・光触媒とは異なる画期的な水素生成法について広島大学【研究成果】世界初、水素の高効率製造法!高温・巨大施設での製法が、室温・実験室でも可能に報じられました(2025/1/17)おおざっぱにこの方法を説明するとボールミルという固体を粉砕する装置を使います上図の装置はFritsch社、この実験に使われたかわかりませんが、十分な機能は有しています。W82XD52XH48cm、容器容量は500mLまでです。写真左側の円筒形容器にタングステンカーバイド球とチタン粉末と水を入れます。容器は自転しながら、台座は反対方向に回転します。で、ガシャン・ガシャンと回転させると、水が分解されて水素が発生します。この方法のすぐれた点は①室温付近(30-38℃)、低圧で合成できることこれまで水を分解するために高温(600~2000℃)、高圧での反応が必要とされてきたが、この方法は反応温度は室温でスタート後、摩擦熱で38℃まで上がります。②小型装置(50cm程)でも可能これまでの広大な敷地(数100メートル四方)を必要としてきたが、50cmほどの小さな装置で製造できます。③海水からも高効率に水素を製造できる④オンサイト(必要な場所)、オンデマンド(必要な時)での水素製造①-③の特性のため実験室や水素が必要な場所で生産できるので水素運搬が不要になる(1)どのような方法か見ていきましょう。ボールミルに水、金属粉末 (Al、Ti、Zn、Fe、Mn、Sn) を入れ、下図(広島大学の同サイトから)のように自転と回転を同時に行います。特にTiを用いると、水素製造の収率は1,600%に及んだ。これは化学反応式(Tiと水の酸化還元反応)から想定される量の16倍となる大過剰の水素が生成しました。チタンが酸化される過程で水素H2が水から生成します。ミルのタングステンカーバイドまたはステンレス球によりTiO2がTi2O3に還元し、それがさらに水から水素を生成し、これが繰り返されます。(2)容器内の温度と圧力変化上図、容器内の(a)温度の時間変化、(b)圧力の時間変化、(c)生成した水素量の時間変化を示しています。生成速度が圧倒的なチタンTiの温度変化は38℃でした。(3)局所的に超臨界水ができている 水は高温・高圧の臨界点(374 ℃以上、22.1 MPa(218気圧))を超えると超臨界水になります。ボールの衝突の瞬間に水は超臨界に達します。(下図、相図) 超臨界水は非常に活性が高く(強い酸化剤)、ステンレスさえ一瞬で酸化されるほどです。超臨界水は物質を激しく酸化し、自分自身は容易に還元され、水素を生成します。上右図dはボールミルの回転数による水素生成速度です。一分間700回転でかなり高くなります(さらなる回転数は不明)。それほど高くない回転数です。水素生成に投入するエネルギーは電気分解やその他の分解法よりかなり低くなることが期待できます。(4)海水や雨水、河川水でも材料になる上の図はろ過した海水(青)と蒸留水(赤)の水素生成の比較です。小型でエネルギー消費も少なく、酸素も発生しない。原料の水も多少汚れていても利用できる。場所を選ばない、水素発生設備として期待できそうです。原論文Room-temperature thermochemical water splitting: efficient mechanocatalytic hydrogen production著者名:Takuya Yamamoto,1 Sho Ashida,2 Nanami Inubuse,1 Shintaro Shimizu,2 Yui Miura,2 Tomoya Mizutani,2 Ken-ichi Saitow*,1,2,31. 広島大学大学院 理学研究科 化学専攻2. 広島大学大学院 先進理工系科学研究科 化学プログラム3. 広島大学 自然科学研究支援開発センター 研究開発部門(物質科学部)掲載雑誌: Journal of Materials Chemistry A, 2024, 12, 30906-30918昨年、水素エネルギーの社会・産業への利用と開発の現状について、8回にわたり解説してきました。以下のリンクからたどることができます。ご覧ください。水素H2エネルギー⑧水素の貯蔵→2024/2/20ブログ
2025.09.30
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854年(嘉永7年)の再来航の際、ペリー(Matthew Perry)はアメリカ大統領からの献上品の一つとして、この模型を幕府に贈りました。この年、日米和親条約を結んでいます。この模型は、実物の4分の1ほどの大きさで、線路や客車もセットになっており、実際に石炭を焚いて蒸気を上げて走ることができました。横浜(現在の横浜開港資料館のあたり)で、長さ約100メートルの線路を敷いて試運転が行われ、集まった多くの日本人がその様子を見てたいそう驚いたと伝えられています。この模型は、当時の日本の技術者や役人たちに大きな衝撃を与え、その後の日本の鉄道導入のきっかけの一つになったと言われています。ペリーはこの他に、モールス式電信機を持ち込み、そのデモンストレーションを行いました。交渉地の応接所と約1キロ離れた場所に電信機を設置し、電線を張り巡らせて通信実験を行いました。武器類: ピストルやライフル銃など。光学機器: 望遠鏡、カメラなど。時計: 柱時計など。これらの技術や品々は、日本の人々に西洋の進んだ文明と技術の力を見せつけました。開国後の日本の近代化を加速させる大きな契機となりました。とりわけ、明治政府のあせりにも似た強権的な富国強兵策を進める原動力になったことでしょう。鉄道の黎明;鉄道博物館 大宮 →2025/9/5ブログこれまで日本の鉄道の歴史を概観しましたが、年表で整理してみましょう。1854年 蒸気機関車の模型来日 ペリーが日本に献上。この模型が日本の鉄道導入のきっかけとなる。1872年 新橋~横浜間開通 日本初の鉄道が開業。イギリスの技術を導入し、新橋(汐留)~横浜(桜木町)間に建設。1880年 手宮~札幌間開通 北海道で初の鉄道が開業。アメリカの技術者・クロフォードが指導。1881年 日本初の私設鉄道会社設立 日本鉄道会社が設立。1889年 東海道本線全通 新橋から神戸までが鉄道で結ばれ、日本の主要都市が繋がる。1895年 京都電気鉄道開業 日本初の電気鉄道(路面電車)が開業。1906年 鉄道国有法公布 主要な私鉄を政府が買収。国有鉄道網が確立する。1925年 山手線環状運転開始 東京の主要駅を結ぶ環状運転が開始。1927年 日本初の地下鉄開通 東京地下鉄道(上野~浅草間)が開業。1964年 東海道新幹線開通 世界初の高速鉄道が開業。東京~新大阪間を結び、日本の経済発展を支える。
2025.09.06
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JR大宮駅よりニューシャトル「鉄道博物館駅」徒歩すぐに「鉄道博物館」があります。入館してすぐ、「1号機関車」の展示があります。この機関車は日本最初の鉄道を走った、国指定重要文化財です。日本の鉄道黎明期を鉄道博物館の展示からピックアップして整理してみようと思います。日本最初の鉄道1872年10月 14日(太陽暦)、新橋と横浜を結ぶ日本最初の鉄道が開業しました。当時、日本では蒸気機関車を製造することはできず、イギリスから10両の蒸気機関車を輸入しました。製造は1871年(明治4年)最初の機関車だったので「1号機関車」と名がついています。後方に連結した客車も輸入しました。これは復元模型です。全長5.4m、定員は30人です。上の写真は開業当初の新橋駅です。新橋-横浜間の鉄路路線: 新橋停車場(現在の汐留)- 横浜停車場(現在の桜木町駅)距離: 約29km所要時間: 約53分(それまで馬車で4時間)この時、線路は田町駅手前からほぼ海上を埋め立てられて作られています。当時のレールの展示もありました(下の写真)。左は0キロポスト(復元)時計の問題鉄道開業にに伴って、歴と計時を正確にしないと汽車の運航に支障が出ます。そこで、鉄道開業と同じ1872年に太陽暦と定時法が採用されました。1872年12月3日をもって、その日を1873年1月1日としました。明治維新が1868年。その後、4年余りで鉄道を開業した明治政府と技術者たちに敬意を払います。この時点では、鉄道の機関車、客車、レールをはじめあらゆる資材を輸入にしています。1901年(明治29年)に八幡製鉄所を開設し、車両やレールなどの国産化を目指した動きが始まります。1906年には現在の主要幹線がほぼ完成しています。
2025.09.05
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明石海峡大橋見学の記事明石海峡大橋;インフラとして淡路島が大きく改善…どんな?→2025/8/28ブログ明石海峡大橋「200年以上の維持管理を目指します!」→2025/8/26ブログ明石海峡大橋;阪神淡路大震災に耐える →2025/8/27ブログ今回の記事は世界2位の最大支間長1991mを誇る明石海峡大橋の技術の触れていきたいと思います。ケーブル上の写真は淡路島に伸びるケーブルを主塔頂部(300m)から撮ったものです。ケーブルは全長4.07km、50,500tですが、このケーブルは直径5.23mmの高強度亜鉛メッキ鋼線を127本束にして、それを260本さらに集め、ワイヤーを密に巻き付け、さらに、ラバーテープで覆い塗装して作られています。完成後、乾燥空気をケーブル内に送って錆を防いでいます。この直径5.23mmのケーブルは合計30万kmにもなります。地球7周半にもなります。アンカレイジ主塔にかけたケーブルを両側から引っ張って止めるのがアンカレイジです。神戸側のアンカレイジが次の写真です。神戸側・淡路側それぞれ35万トンあり、1基でコンクリート14万m3、重量は35万トンです。主塔水深60mの海底地番にすえたケーソン上に300mの高さの主塔が据え付けられています。風による曲げ振動や、ねじれ振動を抑えるため風洞実験により構造を決めています。(風洞実験で使われた橋の模型:橋の科学館)また、主塔内部には振り子型制振装置が設置してあり、これも役立っているようです。阪神淡路大震災のとき橋が無傷だったのもこの制振装置のおかげだと思います。訪問でたくさん勉強させていただいた「橋の科学館」入り口です。「橋の科学館」はJR鳴子駅から徒歩10分のところにあります。主塔に上がるためのオリエンテーションもここで行われました。
2025.08.30
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明石海峡大橋は、淡路島に交通インフラだけでなく、生活インフラも提供しました。橋の道路部分の下には水道管や電力線、通信ケーブルが整備されています。(写真は明石側からつながる上水管2本)交通インフラの向上:これまでフェリーに頼っていた本州との交通が、自動車で手軽に行き来できるようになりました。これにより、観光客の増加や、淡路島産の農産物や水産物の流通が活発になり、徳島産ナスや淡路島の玉ねぎが市場でのシエアを拡大しています。水の安定供給: 温暖で少雨な気候のため、淡路島は昔から水不足に悩まされていました。このため多くのため池が作られていました。明石海峡大橋には、本州から水を送るための水道管が通されており(上写真)、この問題が大きく改善されました。電力・通信の安定化: 水道管と同様に、電力や大容量通信用のケーブルも橋に敷設され、島の生活インフラを支えています。そもそも、明石海峡大橋建設計画の始まりは、明石海峡フェリーの悲惨な沈没事故です。せきれい丸沈没事故1945年12月9日播淡連絡汽船「せきれい丸」が、台風並みの強風が吹く明石海峡で、定員を大幅に超過した乗客を乗せて航行中に転覆・沈没しました。死者・行方不明者は304名にのぼる大惨事となりました。明石海峡は船舶の行き来が多く、潮流も激しいため海難事故が多発する海峡です。この海峡を横切るときフェリーはとても慎重になります。明石海峡大橋見学の記事明石海峡大橋「200年以上の維持管理を目指します!」→2025/8/26ブログ明石海峡大橋;阪神淡路大震災に耐える →2025/8/25ブログ
2025.08.28
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阪神・淡路大震災発生時、明石海峡大橋は建設中でした。1995年(平成7年)1月17日、マグニチュード7.3、震度7以上(当時測定不可)(倒壊した神戸高速の陸橋、以上の資料は阪神高速のウエブサイトより)神戸をはじめとして付近の都市は壊滅的被害を受けました。死者・行方不明者:6,437人負傷者:43,792人建物全壊:104,906棟 半壊:144,274棟 焼失:約7.500棟電気・ガス・水道などのライフラインが広範囲で停止一方、明石海峡大橋は震源が橋の近くにあったにもかかわらず、なんと本体構造物に大きな損傷はありませんでした。明石海峡の地下には3本の断層が走っていたため橋を支える地盤が変動し、橋の全長が約1メートル伸びるという影響を受けました。震災当時、明石海峡大橋はすでに2本の主塔が立ち上がり、メインケーブルの架設がほぼ完了している段階でした。地震後の調査で橋本体の安全性に問題はないことが確認され、工事は1か月ほど中断されました。その後の工事では、伸びた全長に合わせて未製作の橋桁パネルの長さを少し長くすることで対応しました。 明石海峡大橋は、元々マグニチュード8.5の地震にも耐えられるよう、特別な耐震設計が採用されていました。この設計の正しさが、阪神・淡路大震災という大きな試練によって証明された形となりました。明石海峡大橋の見学の記事はこちら明石海峡大橋「200年以上の維持管理を目指します!」 →2025/8/26ブログここで知ることができたメンテナンス作業をしている解説の方々の自信と矜持はこうして養われたと思います。
2025.08.27
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「明石海峡大橋塔頂体験ブリッジワールド」に行ってきました。明石海峡大橋は現在世界第2位(1位はトルコのチャナッカレ1915橋2023m、2022年)完成当時1998年は吊り橋として世界最長1991m、主塔高300mも世界最高でした。本四高速が企画し、日常、橋のメンテナンスを行っている作業員の方が橋ができるまでの歴史と橋の構造を解説し、主塔先端(海面から300m)まで案内してくれます。(本州側「橋の科学館」で解説を受けます)私は8月22日参加、165,222人目の参加者でした。参加した日は40名弱の参加者を4班に分けて、解説を受けながら1kmほどメンテナンス通路を歩き、エレベーターで主塔に上がります。下がスケスケで海面まで60mあり通路でもかなりスリルを味わいました。3分ほどエレベーターに乗り300mの主塔頂へ(海上300mの主塔)企画・設計に30年、建設に10年、5000億円かけて作ったこの橋です。一緒に回って解説していただいたメンテナンス作業の方が次のようにおっしゃっていました。「少しでも傷や塗装剥がれを見つけたらすぐさま補修します。」「メインケーブルは錆させないために、常に乾燥空気を流しています」「この橋は200年以上持たせます。」職人としての熱いプライドと自信を持った言葉でした。
2025.08.26
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瑠璃の宝石オフィシャルサイトAmazon Prime Video で偶然出会ったアニメです。7月6日よりTOKYO MX 毎週日曜21:30~BS11 毎週日曜22:30~その他、の放送予定は上記オフィシャルサイトのリンクから見てください。主人公は女子高校生の谷川瑠璃。キラキラしたものが大好きで町のアクセサリー屋で見つけた水晶が欲しくなって母親にねだります。速攻却下されて、水晶探しに山へ向かいます。そこで鉱物学を専攻する大学院生・荒砥凪と出会って水晶探しを始めます。水晶はどんなところで採取できるのか、その生成の過程はどのようなものか。凪が解説をはじめるのですが瑠璃はキラキラの鉱物を見つけるのに夢中です。凪の鉱物の精製の過程を説明には耳を貸さなかった瑠璃ですが、だんだんと考えを深めていって研究の入り口に立ちます。鉱物学は門外漢の私ですが、「キラキラ好き」が昂じて研究室やフィールドに入り浸る瑠璃の変化がほほえましくも面白い。原作漫画は瑠璃の宝石 1 (ハルタコミックス) [ 渋谷 圭一郎 ]価格:858円(税込、送料無料) (2025/8/4時点)楽天で購入渋谷圭一郎原作の同名のコミックスです。
2025.08.04
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関東風くず餅(久寿餅)の原料は小麦粉から採れるデンプンです。関西風葛餅の原料はクズの根から採れるデンプンです。(葛粉は高いので他のデンプンが使われることがあります)関西風は関東風くず餅より透明感のあるやわらかいゲルになってます。葛の根から採れる葛粉(デンプン)を加熱し、冷却してゲル化したものが葛餅です。関東風くず餅(久寿餅)江戸時代後期の関東地方周辺が発祥です。麩を作るときに小麦粉のグルテンを取り出します。麩は最初に小麦粉に塩と水を加えこねて生地を作ります。この生地を水でもみ洗いするとでん粉は水とともに洗い流され、小麦タンパク質であるグルテンを取り出すことができます。グルテンを使って麩はつくられます。一方、洗い流された懸濁液には小麦デンプンです。このままでは粘りが強く接着剤の糊として使われていました。この懸濁液を乳酸菌で発酵させたものが発酵小麦デンプンです。発酵小麦デンプンは柔らかくて硬くなりにくい性質を持っていることから久寿餅が作られるようになりました。この発酵に使われる乳酸菌はデンプン分解能力を持つ変わった乳酸菌です。たとえば_Lactobacillus plantarum A305_株では、デンプン分解酵素(アミラーゼ)を菌体外に放出。可溶性デンプンをグルコース(G1)、マルトース(G2)、マルトトリオース(G3)、マルトテトラオース(G4)、マルトペンタオース(G5)などのマルトオリゴ糖に分解します。(G2はグルコース分子が2つ縮合したもの、以下G3は3つ、G4は4つ、、、)このうちグルコースとマルトースは乳酸菌に吸収、利用されG3とG4を蓄積して利用します。この乳酸菌の増殖をコントロールし、一部の小麦デンプンを適当な分子長のデキストリンにカットし、マルトオリゴ糖と乳酸を生成したところで発酵小麦デンプンができます。発酵のコントロールはpH3前後(お酢と同じくらいの酸度)でおこなわれ、でん粉の分解は制限されるため、長期間の発酵であっても発酵物が水溶液まで分解されることはないそうです。参照)「久寿餅(くずもち)と発酵小麦デンプン」東京農業大学農学部デザイン農学科 教授 野口 治子(2023年6月、独立行政法人_農畜産業振興機構)葛餅といえば葛から採ったデンプンから作ると思ってました。先日、舟橋屋のくず餅を食べましたがデンプンゲルのニチャニチャ感がなくサクッとした嚙み心地の理由がわかりました。関東のくず餅は葛粉からできていない、麩の副産物であったことに驚きです。
2025.08.03
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大漁旗のはためく変わったパビリオンがありました。木材で球を作り、黒漆で何層も塗って、沈金で「夜の地球」を表現した地球儀がおいてあります。直径1m。輪島漆器の技術すべてが投入されています。この他にも、東京・北京・ロンドン・ニューヨーク、4都市の夜景が輪島塗で描かれた額装がありました。この地球儀は保存会のメンバーが2017年から5年かけて製作しました。輪島市の伝統工芸館に展示されていました。よくぞ、地震に耐え抜いて万博に来てくれた。能登半島地震が起きて1年半になります。これにより、多くの工房や店舗が被災し、作業場や材料、道具も失われました。1年たって輪島塗の事業再開は6割ほどだそうです。輪島塗の生産にかかわる多くの職人が被害を受け、再開の見通しがなかなか立たないのが現状のようです。輪島漆器のあらゆる技術が詰め込まれた地球儀が万博でたくさんの人の目に触れ、注目されて、能登を訪ねたり、輪島漆器を手に取ることでこの技術をつないでいけたらと願っています。この地球儀のできるまでのパネルがありましたので転載します。
2025.07.20
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先日、EXPO2025(大阪夢洲)に行ってきました。12;00から入場、21:00まで滞在しました。パビリオン予約はできず、33℃越えの気温という過酷な条件でした。そこで、できるだけ待ち時間のないパビリオンを間に挟んで涼みながら回ってきました。訪問パビリオンは以下です(回った順ではありません)。スペイン、フランス、中国、ブラジル、カナダ、夜の地球(輪島塗)、コモンズA/B/C、ウォータープラザ。そして、ROBOT&MOBIRITY STATION です。そのパビリオンの壁を動き回るロボットがありそれに見入ってしまいました。右上は安全のためのアンカーです。4つの吸盤で壁に吸着し、左下の移動体の万が一の落下に備えています。右下の移動体が壁面を動き回って「なにやら、壁を掃除しているのかな?」中に入って、この会社のブースに行き説明を聞きました。じつは、電磁波を使ってコンクリート内部を検査したり、鉄筋の腐食をし食べたりできる装置だそうです。ここ、KEYTEC技術者のおじさんが熱く説明してくれました。橋梁やトンネルなどのインフラの点検を行うロボットです。JRでも運用されていて、効率的に点検ができるそうです。いままでは、上からロープで吊り下げて点検していましたが、垂直面や天井に吸着しながら移動できるのが、この装置のすごいところ。ついでに、壁面がきれいになるのだそうです。いろいろなパビリオンを回ってきましたが、コンパニオンの様子が面白い。ぼんやりしている。スマホをいじっている。混んでいるパビリオンでは行列整理に必死になっている。フレンドリーに説明してくれるコンパニオンはいなかった。でも、KEYTECの技術者は熱く語ってくれました。むしろ、大きなパビリオンより印象に残りました。
2025.07.18
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