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久しぶりに科学ネタの投稿です。 ところでみなさんは透明なＣＤ(いわゆるｺﾝﾊﾟｸﾄﾃﾞｨｽｸです)を見たことがありますか？ 先日我が家に、藤原紀香出演のＣＭでおなじみの「レオパレス２１」から CD-ROM付きのダイレクトメールが届きまして（と言っても実は結構前の話です） その時添えられていたロムが“向こうが透けて見える”ＣＤだったんです。 その仕組みはと言いますと、従来ＣＤは ��ポリカーボネイト層…ＣＤの骨格ともいうべき透明な樹脂部分 ��蒸着層…ＣＤの脊髄ともいうべきw情報を保存させる部分 ��印刷/保護層…ＣＤの皮膚ともいうべきwwレーベル部分 という３種類の層が集まってできているんですね。 その中の�⊂�着層には、情報を伝える役割を果たす光を効率良く っていうか約100％の割合で反射させるためにアルミニウムを使用していたんですね。 それはみなさんご存知だったと思います。 そして今回のこの『シースルーディスク(商品名)』では アルミニウムに変えて、同じく反射性の高い銀を0.000026m厚(←ﾏｲｸﾛって記号で出ない)で 使用することでディスク自体の透過率が上がり、透明に見えるわけです。 これは発見としか言いようがないですね。 ちなみに製造方法は、蒸着方法が沸点の違いなどから異なるだけで それ以外は従来どおり。コストは若干高くなるものの海外で販売するから 大丈夫だというメーカー側の見解。まぁ経営の方の話はよくわかりませんが。 レーベルゲートCDやCCCDにも対応するみたいです(最近見ないけど) 単に見た目の差別化のための開発ですからね。機能性などは全て従来どおりだそうです。 実はこれ、すでに２００３年１月から日本市場でも出回ってるらしいです。
ちなみに自分が初めて目にして、手にとったのは２００６年２月…。 もしかしたらこの記事を読んでる方たちに「おめぇ、いつの話してんの？」って言われそうです  |
科学ネタ
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コメント（2）
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前回の「炎色反応」にあじしめて、今回はレーザー光について語っちゃいます。 まず初めに、みなさんは「レーザー」が頭文字から来た言葉だって知ってましたか？ 実はこれ「Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation」の略称だったんですねぇ 自分もついこの前知りました。 直訳すると「誘導放出による光の増幅」という意味なんですが そもそも『誘導放出ってなんじゃそりゃ！？』って感じですよね。（言い方が古臭いですが） これ実は、前回紹介した「炎色反応」にも出てきた光子の仕組みを利用してるんですね。 詳しい説明は割愛させていただくと（ていうか前回の読んどいてください） レーザー光の発生方法にもいろんなのがあって、とりあえず今回は「誘導放出」によるレーザーの説明に限らせていただきます。 これはアメリカ人のメイマンっていう頭の良い学者さんが世界初のレーザーを発生させた方法でもあります。 仕組みは上の図を見ながら、読んでください。 まず装置ですが、基本となる棒状の物体は長さ４cm、直径５mmほどの人造ルビーで
そのまわりに巻きついてるらせん状のものはフラッシュランプです。 頭の良い方はここでもう気づいたんじゃないでしょうかね？ 「フラッシュランプ」→「光によるエネルギー供与」→「励起状態へと変遷」みたいなね。
さらにこの装置について説明すると、棒の両側には銀膜が貼られていて
片方は光を１００％反射し、他方は光を９５％反射するようにしてあります。
そのため、ランプをつけるとルビーに含まれますCr(クロム)原子が一斉に励起され、これに光を当てることで
今度は原子が基底状態に移り（例によって）光をエネルギーとして放出。
このとき光子が１回原子にぶつかると２個の光子が生まれ、それを繰り返すことで大きなエネルギーの光が得られるようになるのです。
こんなラフな説明でよろしかったでしょうか？さらに出力を高めるためには、銀膜の間を何回も何回も反射させて、他の原子を励起しながらどんどん増幅させていって、レーザー光がくっきり見えるためにもエネルギーが「もう、いいかな〜」ってくらい強くなったら光の一部を５％の透過膜から飛び出させる⇒レーザー光☆発生。となるわけです。 重要なのは一斉に光が放出されることで、波長・波形が完全に揃った光波が生まれるってことです。 自然光のように位相がバラバラな光波というのは「ひと筋」にならんのです。 同じ光でも目にくっきり見えるためには足並みが揃うことが必要条件なんですね。 まさに、我々の社会と同じことが言えますね！（←なんだこのオチ。 |
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はいはい、続編です。 今回は炎色反応はなぜ起こるかについてです。 こっから先は「物理」なんですけど、そんなことは関係なしに読んでね。 それと、想像しながら読み進めることをオススメします。 前回のような状況で金属塩を炎の中で熱すると金属が気化します。
そして気化した金属原子中の電子が高エネルギー状態に励起されます。（人間で言う「ｱﾄﾞﾚﾅﾘﾝ放出」） 励起されると原子中の電子は外殻へと移ります。つまり化学で教わったＫとかＬとかの 殻の上に存在する電子が外側に移動するんですよ。ピョ〜ンって。 でも励起状態は不安定(←高校課程ではこの説明)なのでしばらくして元の基底状態に戻ります。その際に、二つの状態のエネルギー差に相当するエネルギーが元素特有の光として放出されるわけです。 （↑こんな画像しか見つからなくてすいません。） だから放出される光は元素によって様々。つまり光の波長が元素の種類によって異なるんです。 そこで元素によっては放出する光が可視光のものが存在し、それが炎色反応を示すわけです。 もちろん目に見えない光を放出してるものもありますし、それを観測するための検出器もあります。 それを使えば光の（厳密に言えば電磁波？）波長から各金属の有無が一度に分かるのです。すごいですね。 こんなシメかたですいませんねｗ |
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前回、花火にかこつけて炎色反応に触れた際に、コメントがいくつか来たので 今回はココでさらに一歩踏み込んでみようと思います。（つまりは応用編ってこと） 文系の方も是非目を通して、わかったふりでもしてください！←ぉい。 ○前置き …大学入試における化学で、受験生に最も嫌われている分野が「無機化学」です。 「あんなのは暗記だ」「詰め込み式だ」などと様々な意見を耳にします。 でも受験生にとっての「大変」は化学系に進んだ大学生や研究生からしてみれば すずめの涙も良いところ。へそが茶を沸かして、使った湯飲みを洗うようなものです。 よくある元素分析やイオンの検出反応の問題では、既に溶液･イオンとなった試料を 沈殿･呈色などの反応で定性するという設定がをよく目にします。 ところが、ここで用いる「溶液」を初めに用意する『前処理』はかなり技術を要するのです。 例えば岩石・鉱物などの場合は、二酸化ケイ素(SiO2)の結晶に様々な金属元素が組み込まれた 構造なので、これを溶液にするためには酸素よりも酸化力の強いフッ酸(HF)で(弱酸の追い出し) ぐつぐつ煮る必要があります。（とっても危険な雰囲気です） また、水質調査などでこの分析を行うためには試料の濃縮が必要になります。 ごく微量でも、人体に影響を及ぼす数ppm〜ppbレベルでの検出を可能にするためには 濃縮することが必要なんです。（陽イオン交換樹脂を使います） ここで、陽イオンの系統分離による分析方法における欠点をまとめると…↓ �〜感眤哀ぅ�ンを検討するとなると大変手間がかかる �∩犧邁當�でロスが生じやすく、また定量精度も悪い ��人間の目で沈殿の生成や呈色の様子を判断するため、検出に限度がある �た遙腓了醂舛�必要 科学は毎日進化します！そこでさらに効率の良い方法として現在でも用いられているのが
例えば、混合溶液をそのまま炎色反応させたとします。そこで登場するのがプリズム プリズムを使って、炎の光を分光させるのです。そうすることで溶液をわざわざ（おざおざ） 分離しなくても、一度に溶存元素の判明が出来るわけです。 また、光の強度から定量分析まで出来るのです。こいつはすげぇや この方法を正式には発光分光法というそうです。
ただ実際には、炎の中で燃やすだけでは弱いので、プラズマ炎の中に溶液を噴霧して 極めて高温の状態で発光させる必要がありますけどね。 これなら固体から液体にする前準備は必要ですが「分離操作が不要」という 大きなメリットがあるわけです。それに試料も数ｍｇで十分なので条件にも合うんです。 では次回は「そもそもなぜ炎色反応は起きるのか」についてです。（さりげに続編!?） |
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