深掘り！自由研究超解説　エアコンの原理、つかめる水、ロボットハンド、スライムスーパーボール……

原理までくわしく説明！子どもの頃にワクワクした不思議な科学の世界をもう一度冒険してみよう！！小学生向けと思われがちな自由研究の題材も、よく見てみると大人でも興味を引かれるものがあったりします。本書では、そんな自由研究のネタから「太陽熱温水器」「コヒーラ効果」「スライムから作るスーパーボール」「ロボットハンド」などを選び、その原理を中高生?大人向けに詳細に解説。また自由工作などでよく使われるものの意外と知られていない「ゴムの力」や「接着剤の力」についても紹介します。
　電池と電球をつなぐ回路の途中に、アルミホイルを丸めて玉にしたものを詰めた紙コップを接続してみましょう。当然、最初は電気が流れず、電球は光りません。しかし、そのコップの上でライターを点けてみると――あら不思議、さっきまで暗かった電球がふっと光り出すのです。
　これは、よく知られた自由研究のネタの一つ、「コヒーラ現象」の実験です。簡単にできる理科の実験として紹介されることもありますが、この原理をきちんと説明できる人は、実は大人でもそれほど多くありません。単なる「不思議な現象」に見えて、その背後には電磁波と金属粒子の微妙な相互作用という、物理学の奥深い世界が隠されているのです。

　自由研究というと、「小学生が夏休みに行う簡単な実験」や「身近な材料でできるお手軽な工作」といったイメージを持つ人も多いでしょう。しかし、よく観察してみると、そこには科学の根本原理を垣間見ることのできるテーマが数多く存在します。見慣れた現象の裏側には、物理や化学、生物の基本法則が息づいており、それを自分の手で確かめることこそが、科学の楽しさの原点なのです。自由研究とは、単に「やってみる」ことではなく、「なぜそうなるのか」を自ら考え、確かめる小さな科学探究の第一歩だと言えるでしょう。

　本書では、そうした自由研究の中から「太陽熱温水器」「コヒーラ効果」「スライムから作るスーパーボール」「ロボットハンド」など、身近でありながら大人でも知りたくなるテーマを厳選しました。それぞれの実験を、単なる手順の紹介にとどめず、その背後にある科学的原理を中高生から大人まで理解できるよう、図や写真を交えながら丁寧に解説しています。

　また、自由工作で頻繁に登場するにもかかわらず、意外と知られていない「ゴムの力」や「接着剤の仕組み」など、身の回りの素材の科学にも光を当てます。こうした身近なものの原理を知ることで、普段何気なく使っているものがまったく違って見えてくるはずです。

　本書を通じて、子どものころに抱いた「どうして？」「なぜ？」という素朴な疑問をもう一度呼び覚まし、科学の面白さと奥深さを再発見していただければ幸いです。身近な素材の中にこそ、驚きと発見の種が無限に隠されていることに気づく――それが、本書の目指すところです。

目次

■　コヒーラ現象の原理
［1-1］　コヒーラ現象の原理
［1-2］　アルミ箔を使ったコヒーラ実験
［1-3］　コヒーラ現象の歴史的背景
［1-4］　現代無線技術との関係
■　つかめる水の原理
［2-1］　つかめる水
［2-2］　「つかめる水」の元祖「Ooho」
［2-3］　既に活発な海藻材料開発
［2-4］　海藻=エコなのか？
■　スライムからスーパーボール
［3-1］　PVAからスーパーボール
［3-2］　PVAがボールになる仕組み
■　キュリーエンジンの原理と実験
［4-1］　キュリーエンジンとは何か？
［4-2］　キュリーエンジンを作ってみよう
［4-3］　なぜキュリー温度で磁力が消えるのか？
［4-4］　キュリー温度の応用技術
■　ロボットハンドの仕組み
［5-1］　改造を施すロボットハンド
［5-2］　テコについて
［5-3］　リンク機構について
［5-4］　ロボットハンドの構造
［5-5］　改造の内容
［5-6］　制作
■　いろいろなロボットハンド
［6-1］　ロボットの腕について
［6-2］　ロボットハンドの種類
［6-3］　ロボットハンドの構造
［6-4］　ロボットハンドの動力
■　太陽熱温水器の原理
［7-1］　太陽の謎
［7-2］　太陽光
［7-3］　太陽熱温水器の仕組み
［7-4］　DIYで温水器
■　エアコンの仕組み
［8-1］　エアコンの基本
［8-2］　室内機
［8-3］　室外機
［8-4］　冷房の仕組み
［8-5］　冷媒の変遷
■　ゴムの力
［9-1］　ゴムとはどんなもの？
［9-2］　天然ゴムと合成ゴムの比較
［9-3］　加硫することで出来上がるゴム
［9-4］　グー・ジュール効果とエアコン
■　接着剤の力
［10-1］　接着とは
［10-2］　4つの方法の組み合わせ
［10-3］　固まる仕組み
［10-4］　素材と接着剤の関係
［10-5］　接着剤のあれこれ

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