「マジックミラー」の仕組みとは。

まず、マジックミラーを活用するために。
鏡がついている中の部屋と、外の部屋の明るさに違いを作ります。

警察の取調室にマジックミラーを設置するなら、

取調室を明るくして、
外側の部屋を暗くします。


マジックミラーが何をするかというと、
マジックミラーにぶつかった光のうち、
一部分の光は反射して、
残りはミラーを通過させているわけです。

（普通の鏡は全部の光を反射します。）

だから、取調室からマジックミラーをみても、
反射した光が見えるので、鏡のようにみえるわけです。

取調室の外側からは、マジックミラーを通過した光が見えるので、
取調室の中の様子がわかるわけです。


もちろん！
外側の部屋の光も
一部分は反射して、
残りは通過して取調室の中に入っていきます。

でも、外側の部屋を暗くしておけば、
通過する光の量もすごく少なくなるので、
取調室の部屋の明るさに負けて
わからなくなってしまうのだそうです。


どうやってこんなミラーになっているのか。

マジックミラーは、
ガラスに金属の膜をはってできています。

このとき、膜が厚すぎると「普通の鏡」になってしまいます。

金属を一度蒸発させて気体にして、
ガラスの表面に吸着させるなどして
うっすらと塗ります。

木や紙やプラスチックも、
厚ければ向こう側は見えませんが、
すごく薄く削ってみると、
うっすらと向こう側が見えるようになりますよね。

それと同じです。

こうして、
半分金属の「鏡」の性質、
半分ガラスのように「向こうが見える」性質をもたせています。


マジックミラーをみやぶるときは、
いくつかの方法があるようですが、

一つには、
鏡に目を近づけ、目の周りを手で覆うなどして
奥の部屋よりもこちら側を暗くすること。

もしくは、懐中電灯など強い光をあてて、
向こうの部屋をあかるくすること。

部屋の明暗を逆転させることになるので、
向こう側が見えるようになります。


もう一つは、
金属の膜がガラスにくっついていることを利用する方法です。

指でも棒でも、「鏡」に触れさせます。
触れている指と、鏡に映っている指が隙間なくくっつけば「普通の鏡」でしょう。

もし、少し離れるようだったら、
指と金属の膜の間のガラスがあるわけですから、
マジックミラーの可能性がでてきます。


さらに、
鏡の向こう側が壁でなく、部屋なので、
鏡を「コンコン」叩いてみるのもいいかもしれません。

あまり厚くないようだったら、そこには空間（部屋）があるかもしれないわけです。


サングラスや車の窓をマジックミラーにすると、
（昼間は）余分な光は反射してくれるので、
外側の風景が見えながらも、
強い光を減らして、
目を保護したり、車内の熱気を抑える効果があるようです。

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化学の覚え方でいまいち覚えられなかった
炎色反応です。

Li　赤
Na　黄
K　紫
Ca　燈
Sr　紅
Cu　緑
Ba　緑

という感じで、それぞれの物質を燃やすと
様々な色の炎が見られます。

花火の色もこれを利用してつけられています。

家にある物でも、食塩（NaCl）を
アルコールに混ぜて火をつけたら炎色反応が見られます。

でも、Naって黄色で、ろうそくの炎の色との違いがすごくわかりにくいので
お気をつけ下さい。


どうして物質によっていろいろと違う色がでてくるのでしょうか。

その原因になっているのは、電子です。


それぞれの原子は、原子核の周りを電子が飛んでできています。

電子の動ける道（軌道）は、
それぞれの原子のなかに何通りかあります。

陸上のトラックを想像するといいかもしれません。

最短でまわってこられる（一番楽できる）ルートと、
その外側にちょっとずつ長い（苦しい）ルートが何通りかあるわけです。
一番外側のルートが一番長く、大変な道のりです。
（実際は、もっとものすごく複雑なルートになっていますが、
わかりやすい例としてお考えください。）


電子くんたちも、できるだけ楽なコースを走ろうとします。
（コース毎に、いられる電子の数が決まっています。）

ところが、周りから熱を加えられると、事態は一変します。

熱を加えられたのを
陸上のトラックを走っているところに、
好きな子からの応援が聞こえた、と置き換えてみてください。

はりきりますよね？

はりきって、
調子者の電子君は
それまで走っていた楽なルートではなく、
ちょっと苦しめのルートに移ってしまいます。

その結果、電子君はバテます。
バテて、もとのルートにもどってしまいます。

そのときに、照れて、顔を赤くしてしまいます。
その赤い色が、炎色反応なんだよ。

原子によって、
苦しいルートと楽なルートの差がまちまちです。

苦しいルートから、楽なルートのエネルギー差が、
大きいと紫色に、小さいと赤色に、
大きすぎたり、小さすぎると目に見えない色の光になってしまいます。

（目に見える光をだせるのが、『炎色反応』としてしられている物質なんですね。）

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大きく分けると、やることは３つのステップになります。
１、「ミョウバン」の結晶の種をつくる
２、できた種に糸をつける
３、テグスがついた種を大きくする

各ステップをちょっと詳しく説明します。

１、結晶の種をつくる
まずは、ミョウバン（焼きミョウバンなど）を薬局などで調達します。
それを、空き瓶でもコップでも、水をいれた容器に、
溶け残りがでるまでよくかき混ぜながら入れていきます。

溶け残りが、どんだけかき混ぜてもなくならなくなったら
コーヒーフィルターをつかってろ過してください。
（上澄み液だけすくって別の容器に移し替えてもいいです。）

そのままろ過した水溶液を２、３日放置すると、
ミョウバンの小さな結晶が容器の底のほうにできます。

ポイントとしては、
ゆっくり結晶をつくるほうが、きれいな結晶になりやすい、ということです。

そのために、
水は温かくしないこと。よく、「熱湯にミョウバンを混ぜる」という作り方を
見ますが、熱湯が冷めるときの温度変化が大きすぎて、
そこで小さな結晶がくっつき合ったような固まりになりがちです。
部屋の温度と同じくらいにして、
昼と夜の温度変化が少ないところにおいて、
水が自然に乾燥・蒸発していくにつれて結晶ができていくのを
眺めて楽しんでください。

また、空気中のほこりが入りすぎるとジャマになります。
容器の口のちかくに”ひさし”などをつくったり、
できるだけほこりがはいらないように工夫してみてください。


２、できた種結晶に糸をつける。
１の方法で結晶が5mmほどまでは大きくなると思います。
そのまま容器の底に寝かせておくと、不格好な結晶に成長してしまうので、
つり糸などでミョウバン液の中で「ブラ〜ん」とつるしてあげましょう。

ポイントは、きれいな種結晶を選ぶことです。
おそらく、容器の底にいくつか大きめの結晶ができているとおもいます。
そのなかで、”一番”透明で、形が整っている物を使ってください。

釣り糸のかわりに、銅線をつかうと、より簡単に吊るせるようです。
（参考：http://www2e.biglobe.ne.jp/~shinzo/jikken/kessyo/kessyo.html）

よ〜く熱した銅線の先端を、
種結晶に”刺して”みると、そこが溶けて、銅線がささるようです。
そのままの形で冷えるまでまつと、銅線がくっついてくれるみたいです。

釣り糸をつかうと、
どうしても「きれいな」結晶の形が崩れてしまうので、
その意味でも、銅線で吊るせるといいですね。


３、結晶を成長させる
２でつるした種結晶を、
室温と同じくらいの温度のミョウバン液のなかで
ぶらさげてあげます。

ポイントは１と同じ。
焦らずに、じっくり育てることが、きれいな結晶をつくるコツです。

途中で結晶に出っ張りができたり、
小さな別の結晶がくっついたりしたら、
カッターで削ったり、
ペンチでつぶして構いません。
軽く水であらって、形を整えながら成長させてあげましょう。

2週間ほどで、１〜２cm程度の大きさのミョウバンになるはずです。

うだうだ書きましたが、 結晶をぶら下げるときがちょっとコツがいるだけで、
あとは、基本放置で大きくなるのを眺めて楽しめますので、 よかったら参考にしてみてください。

ミョウバン 500g

 

割れにくいシャボン玉液の作り方は

水 　20
洗濯のり　10
台所用の中性洗剤　1

の割合で、
水→洗濯のり→洗剤の順番に入れて混ぜるだけ。

だそうです。

20とか10とか1を測るのに、
何か適当な計量器がない場合は、
ペットボトルのキャップを使うと
いいかもしれません。


ちょっと補足説明。

洗濯のりは、
ワイシャツやシーツをパリッとした感触にしてくれる薬剤です。
PVA（ポリビニルアルコール）が配合されているものを
使ってください。


このシャボン玉液でつくったシャボン玉は、
割れにくいので、
大きなシャボン玉にも挑戦しやすいと思います。

液体せんたく糊 ポリノール ７５０ｍｌ

 
とりあえず、
頭の中に棒磁石を思い出してみましょう。
（N-------------S　と表記しておきます）

N極とS極が両端にあるアレですね。

この磁石を二つの極の真ん中で切り分けてみましょう。

すると、
N極だけの磁石と、S極だけの磁石に・・・
わかれるわけではないんです。
（NNNNNN SSSSSSSS　→こうはならない）

N極とS極をもつ棒磁石が、２つできるのです。
（ N----S N----S ）

この磁石をさらに半分にすれば、長さが1/4の磁石ができ、
さらに半分、さらに半分、、、

とどんどん分けていっても、
どんなに分けていっても、
N極とS極をもつ磁石ができあがります。

（ちょっと踏み込んだ話：
このN極とS極をもっている磁石のことを、
極が二つある、ということで、「双極子」とよんだりします。
この双極子は、磁石を原子サイズまで分解しても、
原子核と電子に分解しても、
もっと細かくしても、双極子になるようです。

この双極子に対して、
N極だけ、S極だけの磁石のことを単極子（モノポール）というのですが、
これが存在するかどうかはまだよくわかっていないようです。
理論的には存在するけど、実験では見つかってないとか。
このあたりに興味がある方は、いろいろ参考になる本も
あると思いますので、そちらを探してみてください。
）


本筋に戻りますが、
磁石はどんなに細かくしても磁石になる、ということでした。

これは、逆に言えば、
磁石は、小さい磁石が集まってできたもの、ということになります。

もっときちんというと、
磁石は、小さい磁石が「きちんと整列して」集まっているもの、
なんです。

「きちんと整列して」とはどういうことかというと、
小さい磁石にも、一つ一つ「向き」があり、
その向きが、みんなそろうように並んでいる
ということです。
（向きとは、例えば S 極からN 極へ
S → N　と矢印をひいた、その矢印の方向。）

小さな磁石たちが、みんなで同じ方向を向くので、
結果として大きな磁石になっているわけです。


わかりにくい例えとして、学校の集会を思い出してみてください。
整列のかけ声とか、先生に怒られたりとかで、
キレイに朝礼台を向いて全校生徒が並んでいる状態が、
磁石の状態です。


逆に、小さな磁石たちが、みんな勝手に好きな方向をむいてしまったら
どうなるでしょう？

学校の集会の例でいうと、
もう、担任の先生も校長先生も無視して、
周りの生徒と楽しくおしゃべりをして盛り上がっている状態です。
無秩序ってやつです。

こんな無秩序な状態だと、
小さい磁石たちもそれぞれ好きな方を向いてしまい、
お互いに力を打ち消し合って、
全体として、磁石としての働きを（ほとんど）なくしてしまいます。

こうなっている状態が、
鉄の鍋であったり、針であったり、クリップであったり、
よく目にする、手に取る、金属なわけです。


「この方位磁石、北をささなくなった」
と、故障疑惑をかけられた磁石は、

もともとは小さい磁石がきちんと同じ方向を向いていたのが、
外からいろいろ力を加えられて、
少しずつ別々の方向を向いてしまったために
磁石としての力が弱くなってしまったのです。
普通の金属に戻ってしまうところなんです。


自分以外の磁石や、磁石をつかった製品に近づけるなどすると、
まるで校庭に野良犬が紛れ込んできたり、
先生の人工の髪がずれてきたときのように、
ちょっとずつ整列状態が乱れてしまいます。

また、
磁石自身を加熱してみると、
炎天下の校長先生の長話のときのように、
「整列ってなに？」という状況に陥ってしまいます。


このような、
金属や、だめになった磁石は、
小さな磁石の方向がバラバラになっているだけで、
その方向をそろえてあげれば、
磁石としての自覚を取り戻すのです。

そう、ダラダラした集会で突如発せられる、
竹刀をもったジャージ姿の先生の怒号の一声を、
金属にもかけてあげればいいんです。


実際には、
別の磁石をしばらくそばにくっつけておいたり、
こすりつけたりするわけです。

こするとき、むやみにゴシゴシやっても
小さな磁石たちはそろおうとはしません。
手前から奥にこすりつけたら、ずっと手前から奥にこすりつける。
右から左にこすりつけたなら、ずっと右から左にこすりつける。

こうして、
小さな磁石たちの向きをそろえることで、
全体としても、磁石として生まれ変わるわけです。


前回に引き続き、
長々とまとめきらずに失礼いたしました。

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