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zoom RSS 常温で液体の金属。水銀のほかに何があるの?

<<   作成日時 : 2017/04/18 08:13   >>

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★科学★
問題:ご存知のとおり、水は0度Cで凍りはじめ、氷は0度Cで溶け始めます。金属にも融点があります。リチウムは179度C。鉛は328度C。金は1063度C、銀は961度C、銅は1083度Cで鉄は1539度Cだそうです*1。
■常温で液体の金属もあります。融点が低いらしい。水銀の融点は−38.9度Cとのこと。冬の富士山頂での最低気温の記録が−38.0度Cだそうです*2。日本国内での最低気温の記録は旭川で観測された−41.0度Cとのこと*2。日本ではめったに固体の水銀は見られないのでしょうね。
■参考資料*1は金属の融点が一覧表になっています。眺めていると、人間の体温より融点が低い金属がいくつか挙げられていました。それは次のどれでしょうか?
[い]リチウム
[ろ]カリウム
[は]ガリウム
[に]セシウム
[ほ]ルジジウム
(答えはずっと下↓ スクロールして下さい)

























★科学★
正解:[は]ガリウムと[に]セシウム
説明:ガリウムの融点は30度C、セシウムの融点は29度Cだそうです。他の選択肢も融点はかなり低めです。リチウムが179度C。カリウムは64度C。ルジジウムは38.5度Cとのこと。
■ガリウムは、青色LEDの開発で日本の研究者たちがノーベル化学賞を受賞したときに、記事で何度も見ました。窒化ガリウム。そんな用語をよく耳にしましたね。Wikipediaによれば、ガリウムの95%は半導体に使われているそうです。発光する部品もしない部品も含め、産出されるガリウムの大半がIT社会を支えているらしい。
▼窒化ガリウム
◇*HP「窒化ガリウム - Google 検索」(画像)
https://www.google.co.jp/search?q=%E7%AA%92%E5%8C%96%E3%82%AC%E3%83%AA%E3%82%A6%E3%83%A0&hl=ja&rlz=1T4GGHP_jaJP523JP523&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwijn8ejuNrRAhWIwLwKHdRwCgkQ_AUICSgC&biw=1280&bih=626
■ガリウムの融点はなかなか微妙な温度です。夏なら昼間の外気温は融点を超えます。冬ならずっと固体なのかな。硝子瓶には保存できないらしい。水とおなじで異常液体と呼ばれる性質があるそうです。固体になる際に体積が減少するのが通常の物質らしい。ところが水やガリウムは、固体になると体積が増えます。分子が自由になる液体状態のほうがかえって最密に近くなるとのこと。ガリウムを硝子瓶に保存しておくと、固体になる際に割れてしまう可能性があるようです。ポリ容器に保存するのが定石らしい。
▼ガリウム
◇*HP「ガリウム - Google 検索」(画像)
https://www.google.co.jp/search?q=%E7%AA%92%E5%8C%96%E3%82%AC%E3%83%AA%E3%82%A6%E3%83%A0&hl=ja&rlz=1T4GGHP_jaJP523JP523&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwijn8ejuNrRAhWIwLwKHdRwCgkQ_AUICSgC&biw=1280&bih=626#hl=ja&tbm=isch&q=%E3%82%AC%E3%83%AA%E3%82%A6%E3%83%A0
■セシウムの融点もガリウムとほぼ同じです。こちらは異常液体ではないらしい。硝子瓶に保存しておけるのかな。ただし大変に反応性が高いそうです。自然発火するとのこと。金属セシウムは消防法で危険物に指定されているらしい。
■我々がセシウムの恩恵を受けているのは、時計の自動時刻合わせかもしれません。今の時計は少なからぬ機種が標準時刻を電波で受信し、補正しています。標準の時刻には原子時計が使われています。原子時計にはセシウム133が持つ性質が応用されているそうです。
■セシウム133は91億9263万1770Hzの周波数のマイクロ波を浴びたときだけ、元気になるらしい。エネルギー状態がわずかながら高くなるとのこと。専門家は「励起(レイキ)する」と呼ぶそうです。一定の周波数で音叉が共鳴するのと似ていますね。
▼音叉の共鳴
◇*HP「音叉の共鳴 | クリップ | NHK for School」(動画)
http://www2.nhk.or.jp/school/movie/clip.cgi?das_id=D0005301544_00000&p=box
■セシウム133の共鳴周波数…元気になる周波数は一定不変です。つまり、発振させたマイクロ波の周波数が正しいかどうかはセシウム133の状態を観察していればわかるらしい。確認に使えるようです。
■91億9263万1770Hzのマイクロ波の周期は当然ながら「91億9263万1770分の1秒」です。その91億9263万1770倍の時間が1秒です。これが1967年(昭和42年)以来、国際単位系の秒の定義に使われているとのこと。それ以降、われわれはセシウムのお世話になっているようですね*3*4。
▼原子時計
◇*HP「原子時計 - Google 検索」(画像)
https://www.google.co.jp/search?q=%E5%8E%9F%E5%AD%90%E6%99%82%E8%A8%88&hl=ja&rlz=1T4GGHP_jaJP523JP523&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwiZlKn2vtrRAhXDULwKHT5TC_0Q_AUICCgB&biw=1280&bih=602&dpr=1.5#imgrc=_
◆参考*1:HP「金属の融点・蒸気圧・蒸発温度」
http://www.escoltd.co.jp/page_technicalinf/target_blank/meltpoint_win.html
◇*2HP「ガリウム - Wikipedia」
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%AC%E3%83%AA%E3%82%A6%E3%83%A0
◇*3HP「セシウム - Wikipedia」
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%BB%E3%82%B7%E3%82%A6%E3%83%A0
◇*4HP「産総研・サイエンス・タウン 世の中の基準を創って守るために 「世界でいちばん正確な1秒!」」
https://www.aist.go.jp/science_town/standard/standard_04/standard_04_02.html
◇*5HP「山頂気温は北極圏並み」
https://www.fujisan-net.jp/data/article/1102.html

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