第4回

講義内容

• 水分子の形
• 氷の相図
• 氷の結晶多型・結晶構造
• 雪の結晶について
• チンダル像
• 中谷ダイヤグラム
• 結晶成長

第４回の内容に関する質問とコメント

• 圧力によってできる氷の種類が異なるなんて知りませんでした。授業が静かで良かったです。ティンダル像の説明がよく理解できませんでした。
• 結晶は種が出来た後に成長する方向がまちまちなのは、面白いと思った。チンダル像とはチンダル現象と似たようなものなのですか？
  →氷がとける時に、六角形っぽい形にとけはじめることがあって、その形をティンダル像という。
  チンダル現象の方は、コロイドの溶液にレーザー光線を当てると光の通り道が見える現象で、粒子が光を散乱することによって起きる。全く無関係の現象。
• 圧力が高ければ100度以上でも氷になる。最高でどのくらいの温度で氷をつくることができるのですか。
  →何度までなら高圧で氷になるかというのを調べた実験があるかどうか、探したけどすぐには出てこなかった。しかし、超臨界状態があるわけだから、臨界温度以上では氷にはならないことが予想される。
• 中谷ダイヤグラムの中の中空角柱の「中空」とは何ですか。
• 高校のときに火星（多分）で水の結晶が見つかった、という話があったんですが、水の結晶と氷は違うんですか？
  →水の結晶は氷。
• 今から半世紀も前に構造はわかったのに未だにそれを再現できていない。いつか人工のきれいな雪の結晶を見たい、と思いますがそれも難しいですね。やはり人間は自然に生かされて居るんだなあと思いました。
  →実験では再現できているが、計算機の中でいろんな形になるルールを見いだせていないということ。念のため。
  　人間に関して言うなら、人間もまた自然の一部でしかない。
• 氷や雪にこれだけ違った結晶構造や結晶があるということを初めて知った。また、家で作る氷と市販の氷とでは、結晶構造は違うのですか？
  →どちらも氷Ihで、結晶構造は同じ。市販の氷は比較的透明で大きくて見た目がきれいだが、結晶構造の違いはない。
• 小さい頃、雪の結晶は全く同じものは存在しないと誰かにききました。それは正しいんですか？
  →正しい。とてもよく似たものはあるが、細かいところまで寸分違わず同じというものは無い。結晶の成長には、いろんな方向から水蒸気がくっつくという確率的な部分があって、細かい違いが出てくる。
• 水分子の水素２つと酸素の角度はどのようにして発見されたのですか。
  →氷（Ih）の結晶構造を調べるとわかる。調べるには、X線や中性子線を使う。また、水蒸気の分子が自由に回転するときに、赤外線やマイクロ波を吸収するが、この吸収の仕方が分子の形によって変わることがわかっているので、そこからも角度を決めることができる。
• 雪結晶についてはいくつか種類があるのは知っていたが、氷の結晶構造そのものに種類があるのは全く知らなかった。結晶構造すこしずつ性質が違うそうだが、外見は変わらないのか。
• 一口に氷と言っても様々な出来方があることに驚いた。これらの氷は見た目ではどんな生成をしたかわからないのですか？
  →見た目で結晶構造がわかるのなら、X線も中性子もいらなくなってしまうが……。Ih以外は、温度と圧力を変えなければいけないから、前回の相図の情報があれば、実験している人は手元の氷が今どういう状態か大体わかるはず。
• 圧力をかけても氷になるのならば、氷とかはなぜ冷たいのですか？
  →１気圧で氷にするには温度を下げるしかないから。室温の氷は高圧にするとできるが、圧力を１気圧に戻すと水になってしまうので、日常生活で使うような氷としては使えない。
• 1hなのかIhなのかわからない。あと、何かの頭文字なのか？
  →アラビア数字の１ではなく、ローマ数字のI。hはhexagonalの略。
• Åとはどういう単位なのですか？
  →0.1 nm = 10-10 m。
• 前回の講義に書いてあったorzってどんな意味なんですか。気になって眠れません。
  →本筋にも学問にも関係ないが「くずおれる男コレクション」が見て楽しめる。http://www.geocities.co.jp/HeartLand-Poplar/7890/kuzuoreru/kuzuoreru.html
  あたり。 ＿|￣| ←こういう絵文字の変形版。逆向けると|￣|＿。アルファベットで書くとorzになったりOTLになったり。
  　まあくずおれずに先に進もう。
• 氷のことがいろいろわかって面白かった。
• チンダル像が面白かった。逆があるとは思っていなかったから。
• 大変おもしろくきくことができました。
• ほかの人が講義をうけて、どんな感想や疑問をもったのかがわかるのでおもしろいと思った。氷の結晶の構造は温度や圧力によって変わるので驚いた。
• 水を高温・高圧にすると超臨界とかゆうのになるのを初めて知った。びっくりした。
• 雪の結晶は地球の神秘だと思った。
• 難しくて全くわかりませんでした。
• 雪の結晶がとてもきれいだと思った。
• 結晶も温度によって形が違ってくるということを知ってびっくりした。どれもきれいだった。
• 様々な条件によって様々な行きの結晶の形があることがわかった。授業のはじめのコメントyそうかいは他の受講者の考えが聞けておもしろい。
• 前回、度々出てくるIhって何だろうと思っていたのですが今日は解決してよかったです。それとプリントのはじめの方をみて、私も周期表が素晴らしいと思ったのに伝えそびれてしまったと感じ、改めて周期表よかったです。友達と楽しく見ました。
• ウサギの毛でも結晶の核になれるのに驚きました。ちり位小さくないと雪や雨粒の核になれないと思っていたので。
• 一言で「氷」といっても、様々な構造があるので奧が深いなと思いました。
• 氷の構造にこれだけの種類、状態変化にさまざまな条件があることにおどろいた。
• 水の結晶がこんなにも多くあることに驚き、なぜこうなるのかが疑問。
• 氷の結晶構造にさまざまなものがあるのに、雪の結晶構造はIhだけというのは驚いた。
• 雪の結晶の形が温度で決まる理由はわからないということですが、それがわかったらとてもおもしろいと思いました。
• 結晶が、温度や湿度によって変化するなんて科学は奧が深いなあと実感しました。
• 樹枝状六花はきれいだ。雪結晶はいろいろな形があってすこし惹かれるところがある。
• 雪の結晶はきれいですね。
• 氷の結晶って綺麗ですよね。うっとり。（他１名）
• 水に関する面白い実験ビデオなどがあるなら見せてほしいです。また、雪の結晶は全て樹枝状六花だと思っていたので、他にも沢山あるのを知り、驚きました。
• 氷すげー。
• 自分も砂糖水を凍らせて失敗したことがある。
• 氷の形が様々な条件によって違うものができるなんて知らなかった。（他１名）
• 氷の結晶構造がいろいろあることに驚いた。
• 図<2.9>を高校時代、見たことがあったが、見方が分からなかったが、今日の講義を聞いてわかった。
• 氷や雪の結晶が左右均等にキレイな形になるのが不思議だと思った。
• 雪にはいろいろな結晶があるのに驚いた。（他１名）
• 図5.12を見て、雪の形はこんなにいろいろとあるんだなあと思いました。さらに、降ってくる途中の環境で形が違うものになるというのもおもしろいと思いました。
• 身近な氷の話なので大変興味深く聞くことができました。雪の見た目の図のように、氷の見た目の図、写真など、もっと想像しやすい絵はないでしょうか。
• 黄色のチョークは見えづらかった。あと雪の結晶は温度や水蒸気の量によって形が決まっているということを初めて知った。（他１名）
• 今回も面白かったと思います。
• 今日もまたためになった。
• 去年のセンター試験で化学は98点だったのですが、知らないことがいっぱいだった。氷にも色々な種類があるのはびっくりした。
• そういえば何かで「刺激を与えると一瞬にして凍る」というのを聞いたことがありました！！一度やってみたいと思いました。
  圧力によって氷ができることに驚いた。雲ができることと水分子との関係に、圧力は関係あるのだろうか。無いと思うけど。氷の写真はカラーで見たら綺麗だろうと思った。チンダル現象が不思議だった。今日の話は難しかった。
  →英語のサイトだが、結晶の写真がたくさんあって、見ているだけでも楽しめる。http://www.its.caltech.edu/~atomic/snowcrystals/
• 実習みたいなものができなくても、その実験（実習？）をしている映像とかって見れないんですか？
  →中谷宇吉郎　雪の科学館　http://www.city.kaga.ishikawa.jp/yuki/
  ここの「雪の体験学習」のコーナーに教材の紹介がある。ビデオの貸し出しはなさそう。残念。
• 科学リテラシーってことは、レポートは科学の範囲ですか？化学限定ですか？
• 「化学」と「科学」の違いは何ですか？元素記号など高校の時に習ったので「化学」だと思っていたのですが、今回「科学」でしたよね？前からずっと気になっていたんです。（他１名）
  →「科学」の定義も難しいが、自然を理解するための方法論の１つだと考えて欲しい。「化学」は「科学」という方法論で、物質の性質を主に取り扱う。化学とそれ以外の分野、例えば物理や生物との境界ははっきりしない。物理だって物性論になると物質の性質を扱うから化学に似てくるし、生物を構成している物質を扱う場合は、生物でもあるし化学でもある（実際、生化学という分野がある）。レポートについては、「化学」を広い意味で考える。例えば「相対性理論は間違っているというのはエセ科学だ」というテーマは化学と離れすぎるのでちょっと違うが、「にがりダイエット」「ゲルマニウムを使ったナントカ」は物質が関係するのでOK。
• レポートの題材が見つからない。
  →新聞広告、テレビのバラエティ番組などを眺めてみると多分見つかる。
• 「天羽」は何て読むのですか。
  →「あもう」と読む。なお、全く同じ漢字で「あまは」という人もいることがわかっている。
• コメント紹介に時間を割きすぎです。
  →私の方から回答が必要なものとそうでないものにわけて、短縮を試みることにする。読み上げない部分は各自で目を通して欲しい。