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学校で教えてくれない!教室の中の身近な科学10選

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はじめに:学校の中には「科学」があふれている

教室は、勉強する場所——ですが、実はそこにあるもの一つ一つが科学のかたまりだということ、ご存じでしたか?

  • 黒板のチョーク
  • 蛍光灯
  • 消しゴム
  • シャープペンシル
  • プロジェクター
  • カーテン
  • 窓ガラス
  • 教室のニオイ
  • 空気清浄機
  • 換気扇

これらはすべて、科学的な原理化学反応物理法則の上に成り立っています。この記事では、そんな「学校で教えてくれないけど超面白い」身近な科学を10個、わかりやすく紹介します!



① 黒板のチョーク:実は「石」だった!

チョークの正体は炭酸カルシウム

多くの人が使ったことのあるチョーク。白い粉が出て手が汚れるイメージですが、あのチョーク、実は**貝殻由来の「石」**なんです。

✅ 主成分は「炭酸カルシウム(CaCO₃)」 ✅ 主に石灰岩や貝殻などを粉砕し、固めて作る

なぜ黒板に書けるのか?

黒板に当てると、摩擦でチョークが削れ、粉が板に付着します。炭酸カルシウムは柔らかく、粉になりやすい性質があるため、書いたり消したりしやすいのです。

🧪 ちなみに:最近は「ダストレスチョーク」といって、硫酸カルシウム(CaSO₄)を使ったタイプもあり、粉が舞いにくく改良されています。教室での健康への配慮も科学の進歩のおかげです。



② 蛍光灯の仕組み:光っているのは「気体」!

光を放っているのは何?

蛍光灯の中には「水銀蒸気」が封入されていて、そこに電気を流すと紫外線が発生。それが内側に塗られた蛍光塗料に当たることで、目に見える光を出します。

🔬 ポイント:

  • 水銀+電気 → 紫外線発生
  • 紫外線+蛍光体 → 可視光

つまり、直接光っているのは「塗料」なんです!

🧠 最近はLEDが主流ですが、蛍光灯の仕組みを理解すれば、光の本質に一歩近づけますよ!LEDは紫外線を出さずに直接可視光を生み出す仕組みを採用しています。



③ 消しゴムの原理:なぜ字が消える?

消しているのは「摩擦」

鉛筆の字は黒鉛(カーボン)です。紙の上に黒鉛が乗っている状態なので、ゴムでこすると、黒鉛を巻き込んで削り取ることで消えます。

💡 消しゴムは紙を削ってるわけじゃない! 実際は黒鉛の層をこすり取っているだけなんです。

📚 最近の消しゴムはプラスチック消しゴム(PVC)で作られており、柔らかくて静電気を帯びやすく、黒鉛を効率よく吸着します。また、「砂消し」と呼ばれるものには研磨剤が含まれており、インクやボールペンも削ることができます。



④ シャープペンの仕組み:力学と摩擦のバランス

芯が出る仕組みは「摩擦とバネ」

シャーペンの中には細い芯と、押すたびに芯を送るラチェット機構があります。バネとパーツの絶妙な組み合わせにより、カチカチと押すと芯が少しずつ出るように設計されています。

🧪 この機構には、部品同士の摩擦、芯の太さ、素材の弾力性など、細かい物理の原理が活かされています。

また、芯を一定の長さで止める「ストッパー」や、「芯が折れにくい」構造を持つ製品も開発されています。



⑤ プロジェクターの中身:光の三原色が大活躍!

色を作っているのは「光の分解」

プロジェクターは白色光を赤・青・緑に分け、それぞれの光を合成して映像を作り出します。**光の三原色(RGB)**がキーワード!

✅ 映像信号 → 色信号 → 光に変換 ✅ ミラーや液晶パネルで画像処理

💡 DLP方式のプロジェクターでは微小ミラーが画素ごとに動いて反射を制御し、LCD方式では液晶を通すことで光を制御します。

光を重ねると「白」になる加法混色の原理が使われています。テレビやスマホ画面とも共通の技術です!


⑥ カーテンの科学:遮光と断熱のひみつ

光や熱をカットする科学的な工夫

教室のカーテンはただの布ではありません。多くのカーテンには、光を遮断するための特殊な加工が施されています。

たとえば、裏面にアルミコーティングやポリウレタンが施されたカーテンは、太陽光の赤外線や紫外線を反射し、室温の上昇を抑える効果があります。

🧵 遮光等級という基準もあり、どれだけ光を遮れるかが数値で示されます。科学的に計算された繊維の密度と材質の組み合わせが、快適な教室環境を作っているのです。


⑦ 窓ガラスの科学:ただのガラスじゃない!

割れにくくて安全な「合わせガラス」

学校の窓ガラスは、安全性を考慮して「強化ガラス」や「合わせガラス」が使われています。合わせガラスは、2枚のガラスの間に**樹脂フィルム(PVB)**を挟んだ構造で、割れても飛び散りません。

さらに、近年は紫外線カット機能断熱性の高いLow-Eガラスが使用されることもあり、科学の力で教室の安全性と快適性が守られています。


⑧ 教室のニオイ:においにも化学がある!

揮発性有機化合物(VOC)が香りの正体

授業が終わったあとの教室、なんとなく「教室のにおい」がすることってありますよね?実はその正体は、**揮発性有機化合物(VOC)**と呼ばれる化学物質たちです。

✅ 人の汗や皮脂から出る分泌物 ✅ 紙や教科書、木材などから出る成分 ✅ 清掃や消毒に使われる洗剤やアルコール

これらが空気中に混ざり合って、教室特有のにおいを作っているのです。例えば「本のにおい」は、紙の成分であるリグニンが酸化してできるバニリン系の物質の香りとされています。

🧠 嗅覚は化学センサー。私たちは毎日、化学物質のにおいをかいで生活しているというわけです。



⑨ 空気清浄機の原理:フィルターが主役!

HEPAフィルターと活性炭のチカラ

空気清浄機の中には、「HEPAフィルター(High Efficiency Particulate Air Filter)」と呼ばれる非常に目の細かいフィルターが使われています。

✅ 0.3μm(マイクロメートル)の粒子を99.97%除去 ✅ 花粉・ハウスダスト・PM2.5・ウイルスにも対応

また、活性炭フィルターを搭載している機種では、においの原因物質や有害ガス(ホルムアルデヒドなど)も吸着します。

🌀 さらに近年ではプラズマ放電やイオン技術を使って、空気中の粒子を帯電させ、効率よくキャッチする方式も登場。ここにも化学と物理の融合技術が光ります!


⑩ 換気扇の科学:空気を動かす流体力学

羽根の角度と回転がつくる風

換気扇は、教室の空気を外に出し、新しい空気を取り入れるための装置です。仕組みはシンプルですが、そこには流体力学の知識が活かされています。

✅ プロペラの回転が空気に「推進力」を与える ✅ 羽根の傾きと回転速度によって風量が決まる ✅ 空気の流れ(気流)をつくって効率的に換気

🔄 また、換気扇が排気することで室内の気圧が下がり、外の新鮮な空気が自然に流れ込んでくるという「負圧換気」の仕組みも使われています。

🧠 簡単そうに見えて、実はかなり奥が深い換気のメカニズム。感染症対策や快適な環境づくりにおいても重要な科学技術のひとつです。


おわりに:教室はまるごと「科学ミュージアム」!

こうして見てみると、教室という空間そのものが、科学の集合体であることが分かります。

何気なく使っているチョークや消しゴム、ふと見上げる蛍光灯、そよ風を感じるカーテン——そのすべてに、化学・物理・生物の知識と技術が詰まっているのです。

次に教室に入ったときは、ちょっとだけ「なぜこうなっているんだろう?」と考えてみてください。その一歩が、科学の楽しさや探究心につながるはずです。

学校の授業だけじゃない、「身の回りの科学」に目を向けるだけで、毎日がちょっと面白くなりますよ!

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