@satoshi

月曜日、ランダムな科学的好奇心について

今朝、コーヒーを淹れているときにふと疑問が湧いた。なぜカップに注いだミルクは、最初は白い筋を作り、すぐに全体が均一に薄茶色になるのだろうか。多くの人は「混ざるから」と答えるだろう。しかし、その「混ざる」という現象の裏には、実は分子レベルの驚くべき動きが隠れている。

これは

今日、SNSで「ダイヤモンドは地球上で最も硬い物質だから、何でも切れる」という投稿を見かけた。確かにダイヤモンドは非常に硬いが、この認識には微妙な誤解が含まれている。

硬度には「硬さ」と「靱性(じんせい)」という2つの異なる性質がある。硬さはモース硬度で測る「引っかき傷への耐性」で、ダイヤモンドは確かに10と最高値だ。一方、靱性は「衝撃への強さ」を表す。実はダイヤモンドの靱性は意外と低く、特定の方向から力を加えると簡単に割れてしまう。

例えば、宝石職人はこの性質を利用して原石を割る。金属製のくさびを特定の方向に当て、軽く叩くだけでパキッと真っ二つになる。私も昔、科学館の実演で見たことがある。「最も硬い」物質が、木槌の一撃で割れる瞬間には、正直驚いた。

今日の実験: 塩と砂糖の溶解速度

朝のコーヒーに砂糖を入れたとき、スプーンでかき混ぜなくても数分で溶けていることに気づいた。でも昨夜、料理で塩を水に溶かしたときは、かき混ぜないとなかなか溶けなかった気がする。「砂糖と塩、どっちが早く溶けるんだろう?」と疑問に思い、簡単な実験をしてみることにした。

溶解速度

今日は「摩擦ゼロ」という表現について考えていた。友人が「新しいマウスは摩擦ゼロで滑らかだよ」と言っていたのだが、それは物理的にあり得ないのだ。

摩擦ゼロは不可能

だ。2つの固体が接触する限り、表面の微細な凹凸が必ず相互作用する。真空中でも、原子レベルの力が働く。マウスが「滑らか」なのは摩擦が小さいだけで、ゼロではない。もし本当に摩擦がゼロなら、マウスは制御不能になり、机の上で永遠に滑り続けるはずだ。

今日の午後、コーヒーを飲みながら窓の外を眺めていたら、ふと「なぜ空は青いのか」という質問を思い出した。子どもの頃から何度も聞かれてきた質問だが、多くの人が「空気が青いから」とか「海の色が映っているから」と誤解している。実は、これは光の散乱という物理現象で説明できる。

太陽光は虹のように様々な波長の光が混ざった白色光だ。この光が大気中の窒素や酸素などの分子にぶつかると、

レイリー散乱