D29.竹が光る〜エジソン電球の原理

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実験用具
↑写真1 実験用具

分野
 ジュール熱、黒体輻射など


内容
 エジソンは京都の竹で電球のフィラメントをつくりました。でも、竹がどうしてフィラメントになって光るのか、イメージがわく子供はほとんどいないのだと思います。竹を蒸し焼きにして炭(かなり高温にしないと電導性が得られないが)にして、「D20.光るシャープ芯」のように光らせます。

実験
 用意する材料は、写真1です。竹は、京都の竹というわけにはいきませんので、ホームセンターで買ったバーベキュー用の竹串です。写真2は、竹フィラメントに通電する道具です。木片に木ねじをねじ込んだだけです。スライダック(電圧調整器)からコードを木ねじにつなぎ、木ねじの間に竹フィラメントを渡して光らせるものです。

(下に続く)


竹フィラメントを光らせる道具
↑写真2 竹フィラメントを光らせる道具
アルミホイルで包む
↑写真3 アルミホイルで包む
(1) 写真3のように、竹串をアルミホイルでくるみます。幅1cm位で折るようにして、中の空気がなるべく残らないように押しつけながら全部巻きあげます。最後に端を折って、竹串全体をすっぽりくるむようにします。写真4がくるみあげた様子です。
アルミホイルで包んだ
↑写真4 アルミホイルで包んだ
竹串を蒸し焼きにする
↑写真5 竹串を蒸し焼きにする
(2) 写真5のように、竹串をくるんだアルミホイルをカセットコンロなどの火にかけ、蒸し焼きにします。可燃性のガスが出てきて炎が出ますが、気にせず熱し続けます。(やけどに注意) 写真6のように、赤熱するまで充分熱します。
赤熱するまで熱する
↑写真6 赤熱するまで熱する
竹フィラメント
↑写真7 竹フィラメント
(3) 充分熱したら、竹串をくるんだアルミホイルを火から下ろし、温度が下がるまで時間をおきます。
(注意:ここであわててアルミホイルをむこうとすると、やけどします) 
 充分さめたら、写真7のように、なるべく中の竹串を折らないように、アルミホイルを取ります。充分熱が加わったところが光りますので、先の方だけ取れば良いです。
 竹串が黒鉛のようになり、電気を通すようになっています。これが、竹フィラメントです。
竹フィラメントを光らせる
↑写真8 竹フィラメントを光らせる
(4) 写真2の木ねじ間の電圧を、スライダックを使って10ボルトくらいにしてから、写真8のように竹フィラメントを木ねじ間に渡し、別の竹串で押さえて接触をよくさせると、竹フィラメントが光ります。


出典
 「D1.スチールウールと乾電池で火おこし」と同様に、平成10年8月末に東北電力グリーンプラザで行われた、小学生対象の実験教室(滝川洋二先生他)のお手伝いをしたときに見ました。

宮田 佳則 (直江津高校)

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