「電子のハナシ」 すべての物質は電気でできている? 色を認識する仕組みとは?

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ユウサク

ユウサク

兵庫県に住む迷える羊。 情報が飛び交う この時代を いかに生きるかを模索しています。 のんびりマイペースで、ズボラなタイプの健康オタク。 「ユウサク」について

今回は普段わたしたちが何気なく見ている景色…一体それはなぜ見えているんでしょうか?

電気とは一体何なのか? 電磁波とは? 磁石はなぜくっつくのか? 熱い、冷たいとは? 光とはなんなのか?

みなさんはそんな疑問を持ったことはありませんか?

急にこんな話を始めて…おかしくなったと思うかもしれませんが…まだ大丈夫です。大丈夫!

 

実はこれらの疑問は、電子の事をよく知っていけば解決することができます。なぜならば、全て「電子の働きによっておこる現象」だからです…。

わたしたちは元素である「カルシウムやらナトリウム、炭素、酸素」なんかに目を奪われがちですが…「電子」の重要性…忘れてませんか?www

これは実は、生活に密接に関りがあることはもちろんですが、「健康」なんかにも関わってくる重要な要素である可能性もあります。

今回はそんな「電子」のハナシを考えていきたいと思いますゥ。

「電子(電気)」とは

まず、「電子のハナシ」の前に、わたしたちが普段から何気なく使っている「電気」についてみてみます。

あ、そうです。冷蔵庫だったり、電子レンジだったり、電球を光らせたり、そのパソコンの電源になっているそいつの事ですww

では、そもそも「電気」ってなんなのか?

それは誰もが 知っているとは思いますが…電気とは「自由電子の流れ」の事です。

「自由電子」というモノが、電線を伝わって移動するために「電気」が流れて行く…という現象が起こるワケです(電流という)

では、「自由電子」とはなんでしょう?と言うと…ちょっと分からない人も出てくるんではないでしょうか?

なので、まずは自由電子とは何か?を説明していく事にします。

 

物質の最小単位となる元素は、「原子核」と呼ばれる「陽子、中性子」からなる「+(プラス)」電荷を持つモノと、その周辺を漂う「-(マイナス)の電荷を持つ「電子」によって成り立っています。

原子

上の図は簡易図(惑星モデル)ですが、原子核を1mmの玉とした時の電子の範囲は東京ドームぐらい…そんなとんでもない比率で電子は霧のように存在しています(核種によっても電子の範囲、密度は変わってきます)

原子核が一つの塊なのに対して、電子はその周りに霧のように無数に、かつ広範囲に存在する…って事です。

 

これは磁石と同じように、プラスの電荷を持つ原子核どうし、マイナスの電荷を持つ電子どうしは反発し合いますが、プラスの電荷を持った原子核マイナスの電荷をもつ電子引き付けられます

内側に行くほど強く引き付けられる事になりますが、外側にいくにつれて引き付ける力は弱くなっていきます

引き付けられる力の弱くなった原子核の外側にいる電子(最外殻の電子)は不安定な状態になり、ほんの少しの刺激でどこかに行ってしまう訳です。

そんな外側にいる電子の事を「自由電子」や、「価電子」と呼びます。

「電気」とはこれらの「不安定な電子を集めて」流れを付けたモノです。

 

鉄や銅が電気を「流す」と言うのは、鉄や銅が不安定な電子を持ちたがらない性質を持っているからです。

そのため、余った自由電子を隣に渡しては また渡して…を繰り返して電子が流れていく事になるワケです。

逆に、電気を通さないガラスやゴムなどは自由に動ける電子が少なく、電気的に安定しているから電気を通さないんです。

 

電子の特徴

「電子」とは原子核があれば必ずセットで存在する…つまり、地球上のどこにでも確実に存在するものです。

もちろん空気中にも、水にも、机にも、わたしたちの身体にも含まれています。

そして、原子核よりも「遥かに広い範囲」に分布しているモノでもあります。

なので、この世の全てのモノは電気で出来ているとも言えます。

飛躍し過ぎだと思いますか? では、そう言える理由を説明していきましょう。

 

いきなりですが、電子は触れれる…と思いますか?

まあ、電子電気は同じモノですので、電気に触れれるかと言われて「はい」と答える人はなかなかいませんよね?

ですが、上で説明した通り原子核のサイズに比べて電子の占める割合はとんでもないモノになります。

 

実は物質の体積の99%以上は電子によって構成されています。

分子の構成図を見てみると下の図のように表現されている事が多いですが(球棒モデル:下の図の丸いのが元素)、実際には原子核同士はめちゃくちゃ離れています。

白い棒のとこが電子による結合を示していますが、その棒の長さがとんでもなく長い状態…とでも考えて下さい。

ATP

あ…、イメージで言うと「空間充填モデル」の方が分かりやすいかもしれません…。

下の図はなんかイモムシみたいですがwww、丸は電子の外側、原子核はその中心に(チリ)ぐらいのサイズで入っている…って感じです。

空間充填モデル

物質は元素で構成されていて、炭素Cや窒素N、水素Hや酸素Oによって存在している!!と思う人がほとんどでしょう…。

ですが、物質の体積の99%以上は電子です。

人の皮膚や、机や、ガラスを見てみると…ギチギチに詰まって見えますね…。

つまりは…、この目に見えるモノのほとんどが電子なんです

 

モノを触れる…と言うのは、炭素Cやら水素Hなどの原子核どうしがぶつかっている訳ではなく、電子(-マイナス)同士が反発し合っているからです。

モノが見える…と言うのは、電子の密度などによって 電子が光を取り込んだり、光を反射(反発)させるからです。

目に見えているモノの99%以上は、空気も水も、人の身体も、岩も草も、電子が見せているワケです…

 

・モノの色を決めているのは「電子」

上の項で「目に見えている99%以上は電子」と書いたように、モノの色」…これも電子の働きによるものです。

「色」とは、物体に当たる光の反射によって起こる現象ですから…物体そのものが電子である以上、当然と言えば当然の話です。

 

これは「電子の密度など」によって変化し、電子が光を反射、または吸収、透過するか?によって、何色に見えるか?黒か、透明か?が分かれます。

物質が電子を反射した場合は、反射された「電子の速度」がどれくらいか?によって見える色が変わる事になります。

「光の波長によって見える色が変わる」と認識している人は多いと思いますが、。

「光の波長」とは、光または光子の速度(直進性)の事です。「波長が短い」という事は 速度が速い(エネルギーが高い)という事で、「波長が長い」という事は速度が遅い(エネルギーが弱い)という事です。

可視光線の範囲だと、早い速度の電子は青っぽく、遅い速度の電子は赤っぽく見える事になります。

「光とは何なのか?」は別記事でまとめる事にしますが、実は「光は七色を含んでいる…」という表現は間違いで、人の目は「電子の速度を七色で識別している」というのが正解と言えるのです。(光に七色の色相が含まれている訳ではないという事です。)

ちょっと話がそれました…戻しますww

下の図は、元素モデルを描写するソフト(Crystal Maker)からお借りしたモノですが、それぞれ「原子のサイズ(電子の外径)「原子に光を当てた際に見える色(おおよそのイメージですw)を示しています。

原子核のサイズは原子番号の数に伴って大きくなっていきますが、電子の外径はそれぞれ違っています。つまり陽子が電子を引き付ける力によって電子の密度が違ってくるという事でもあります。

色は「CPK配色」という分子模型における元素の配色法で着色されていますが、実際の原子の色も同じように着色されて見えると考えてください。

イメージで言うと、元素の電子状態が安定 または密度が高いほど硬く、電子をそのまま跳ね返すため白や黒っぽく見え、電子状態が不安定 または密度が低いと柔らかく、電子を減速させて反射させる(速度によって七色に分かれる)そんな感じで考えて下さい。

このように、わたしたちが見ている「色の違い」というのは、物体のほとんどを構成する電子が「飛んできた電子(光)をどうするか?」によって変わってくることになります。

 

・電子の働きによるもの

身体や物体がほぼ電子で出来ている…と書きましたが…ではなぜモノを触っても「ビリッ」とこないのか?

それは…、物質を構成する電子はすでにプラスとマイナスの電荷が釣り合っている状態で安定していて動かないから。です。

つまり、「電位差がない」状態だから流れないし、動かない訳です。

電気「電子を集めて流れを付けたモノ」ですが、電気には「電圧」という力が加わっています。

それに人の身体などを近付けると一気にそちらに電子が移動するため「ビリビリッ」とくる訳です。

 

「静電気は電子の流れ」

よく、バチっと来る静電気…冬場なんかではよく起こる現象です。(イラッときますねwww)

よく勘違いしている人も多いでしょうが、静電気は、人に溜まった電気が鉄に流れている訳ではなく…

鉄に溜まった自由電子が、人の身体に流れてくる事によって「ビリッ」ときています。

そりゃそうですよね? 大量の電子(電気)が人の身体に入ってきて、神経細胞に流れる訳ですから痛くも感じるハズです。

ちなみに、人と人が触れた時にくる「ビリッ」は、服などの化学繊維に溜まった電子が流れています。

身体が酸化している人(電子が少なくプラス側に帯電している人)や、界面活性剤などで皮膚が過剰にプラス帯電している人なんかは よく流れてくるんではないでしょうか?www

 

「物体が溶ける理由」

物体が熱や、酸で「溶ける」という現象も、物体のほとんどが電子…という事を理解すれば納得できます。

「熱を持つ」というのは電子が激しく運動している状態を指します。

では、激しく運動する電子に 静止した電子を近付けてみると…電子同士がぶつかり合い、静止していた電子も激しく運動を始めてしまう事になります。

こうなると、物体の電子は安定していた形を保てずに崩れてしまう(溶ける)というワケです。

 

では、「酸の場合」ですが…、例えば「塩化水素(塩酸)であれば、強い酸性で「酸化能力」が高い事で有名です。

酸化能力とは、他の元素が電子や水素を奪っていく反応を指します。

塩酸が 超絶プラスに帯電していて、マイナスである電子をめちゃくちゃ欲しがっているという事です。

つまり、物体の安定していた電子を「酸が酸化していく(電子を奪っていく)ために、崩れていってしまう(溶ける)事になるワケです。

 

「電磁波とは」

最近では、携帯電話を筆頭に、パソコン、電子レンジ、冷蔵庫、テレビ、wi-fi、など、さまざまな電化製品が存在します。

それらの電化製品から発せられる「電磁波」が人体に悪影響を及ぼしている!と、よく、問題視されますが…。

では、電磁波とは一体なんなのか?

それは、実は 電子や、光(光子)そのものの事です。

簡単に説明すると、電磁波とは、電化製品に流れた電気(電子)そのまま外に放出されたモノ…です。

電子が「消費される。消えてなくなる」というのは 絶対にありえないハナシですので、「使った」と思っている電気はどこかに流れていっているだけに過ぎないという事です。

その流れる先が空気中の場合、それを電磁波と呼んでいる…ただそれだけのハナシなんですね。

 

 

まとめとか感想とか

今回はここまでになりますが、「電子」を知ることで他にもイロイロな事が見えてくるかもしれません。

例えば、シールやら、ガムテープやら、接着剤も電子によってくっついていますし、蚊などの昆虫は「電子を感知する事ができる」ために人に寄って来ると思われます。

他にも、アルカリ性・酸性なんて言葉も 簡単に言えば「電子が多いか少ないか?」という話でしかないので、身体をアルカリ性にする。という事が「身体の中に電子を多く保有した状態にする事」だという事も見えてきたり…。

そもそも、電気が電子を集めて流れを作ったモノ…だという事は大体の人が知っていた事かもしれませんが、目に見える物質のほとんどは「電子だった」と言うのはとんでもない事実だったのではないでしょうか?

世の中にはまだまだ 解明されていない事や、勘違いされている情報や、ウソの情報 なんてモノが山ほどありますからね…。

どんな専門家が言う事だって「それが真実かどうか?」は分からないモノです。

 

ここまで書いたように、電子とは身体にとっても、日常生活においても重要な役割を果たします。

上にも書きましたが、身体を「アルカリに保つとイイ」と言うのは、間接的に言えば「身体を電気的にマイナスに保つとイイ」、「電子を多く抱えた状態がイイ」って事でもあります。

ほとんどの人は、健康や食べ物の構成物質を考える時に、炭素や水素などの「原子核」に関心を奪われがちですが…

実は、最も重要な事は「電子の仕組みや構造を知る」事なのかもしれません。(人の身体における電子の重要性については別の記事でまとめることにします)

 

今回は純粋に「電気」とはなんだ?を知りたかった「ピュアっ子」達の期待を裏切ってしまった感がありますが…

50Hzと60Hzの違いはァァァ!?とか、交流、直流とはァァァ!?とかって普通の「電気の知識」について知りたい!という方は…ググった方が詳細な情報を知る事が出来ますので…ググれ!!www

 

ではでは、今回はここまで。また次の記事で会いましょう。

 

迷った羊の疑問

迷った羊
電子って原子核一対に対して一個だって聞いたけど?
羊飼い
それは化学的に理解しやすいように考えられたモデルで、本当は原子核一対に対して電子は雲のように無数に存在している事が分かっているよ。

僕の推測では原子核と電子の質量比は半々なんじゃないかと思っていてね…。(原子(イオン)の質量は電荷質量比という方法で割り出していて、電荷は電子が持つモノしか測定できない…つまり…)

今は質量比が 陽子1:中性子1:電子0.000546 だってことが分かっているから、原子核一対に対して電子は7000個ぐらい あるんじゃないかな。

 

迷った羊
電子7000個が原子核の周りに集まってるって事?
羊飼い
例えば、部屋の中心に強力な「+プラス」の電荷を持った磁石を置くとする。

そこに「ーマイナス」の電荷を持った磁石を風船に入れたモノを7000個近付ける…そんなイメージかな?

風船の外側が「ーマイナス」の電磁半径で、マイナス同士は反発し合うからある程度の距離を保って存在する事になる。

実際には原子核も電子も もの凄く小さいから、原子の見た目は「スカスカ」って事になるんだけどね?(風船が無色透明なイメージ)

 

迷った羊
電磁波も電気も紫外線も全部「電子」って事でおけー?
羊飼い
基本的には全部同じ電子(または光子)の波という事だね。

電子なのか光子なのか? 光は波なのか素粒子なのか? そこは まだ分からない。としか言えないんだけどね。

今のところ個人的に 光は「素粒子」かな?って感じだね…。光も熱も「電子や光子の運動」によって起こる現象なんだよ。(実態のないエネルギーや、波動ではないという事)

 

解決した羊
そもそも お兄さん何言ってるのかさっぱり分らんわwwww

これ「電気」関係ある?ねェ?関係あるの?www

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