スキップしてメイン コンテンツに移動

ヘリウム



どうも、KURAMARUです。

今回は元素記号のなかで登場するヘリウムという

元素について触れていきたいと思います。







その前に元素って何だ?


と思った方もいると思います。


ざっくり言うと、

地球上の存在する物質の元となる要素


略して元素といった感じで覚えてもらったら大丈夫です。

話が逸れましたね。では、早速いってみましょう。












1、ヘリウムの特徴



元素記号はHe



18 族元素(希ガス)の1つ。元素記号 He  原子番号2原子量およそ4.003


希ガスは最外殻電子がもう入りきらない状態なので他の元素と結合しない。


色がなければ、匂いもない気体。

つまり、無職・無収無色・無臭である。



水素(H₂)に次いで軽い。めっちゃくちゃ軽くて空気よりも軽い。


どれくらい軽いかというと、d(密度)=0.1785g1

つまり、1の中におよそ0.2gしか存在しない。



また、沸点はマイナス268.9℃あらゆる物質の中で最低。



地球上にはわずかしか存在しないが、全宇宙での存在量は水素に次いで第2位。 






沸点がめちゃくちゃ低いので、


超低温用の冷媒・気球用ガスなどに用いる。


気球のこの球の中には、ヘリウムが入っている













2、ヘリウムの生い立ち





1868818日にインド、マレー半島地域で観測された

皆既日食において太陽紅炎の分光観測が初めて行われ、

そのスペクトルに、当時の地上で知られていた元素には

帰属できない線がフランスのジャンサンPierre Jules Csar Janssen

18241907)らによって発見され、 その後の太陽光の分光学的研究から、

それが太陽に存在する元素ヘリウムによるとの推定が

広く学界で支持されるようになった。


heliumギリシア語の太陽heliosから命名された。)




1894年イギリスのラムゼーは、閃ウラン鉱の一種クレーベ石から得た

気体の詳細な分光分析をイギリスのクルックスに依頼し、

クルックスはそれがヘリウム同一スペクトル*線を与えることを確認した。


スペクトル*...光を、プリズムなど分光器を通した時

光の成分の波長によって屈折率が違うためにできる、虹のような色の帯。


波長の順に並ぶ。波長の長い順でいうと、


広く一般にある組成のものを分解した成分を、一定量の大小によって並べたもの。











3、さらに詳しく




ヘリウムは地球大気中におよそ5.2ppm*含まれ、

放射性核種のα崩壊によって生成するため、

ppm*...parts per thousandの略。

百万分率を百万分率を意味する割合の単位

主に微量物質の濃度を表すのに用いられる。

1ppm=10 =0.000001=0.0001%

5.2ppm=0.00052%

つまり、全体を10⁵=100,000円とすると、ヘリウムは地球上に

52円しかないということ。




ウラン、トリウムの鉱物にも含まれている。


天然ガス中に1%前後含まれることもあり、アメリカでは天然ガスから
工業的にヘリウムを得ている。



もっとも液化・固化しにくい物質であり、化学的にきわめて安定である。

気体は理想気体*に近い挙動を示す。


理想気体*...質量を持たない気体。


血液に溶けにくいので酸素と混合して作業または


医療吸気に利用するほか、溶接雰囲気、冷却、熱媒体、


気球などさまざまな用途がある。


安定同位体*にはヘリウム34があり、

*元素にはそれぞれ中性子の数が違うものがある。)



ヘリウム4を液化して2K以下にすると、熱伝導度が非常に大きく

(熱がめっちゃ伝わりやすくなり、)

粘度が非常に小さいヘリウムII相となり、この状態では超流動*の現象が起きる。


超流動*...液体の粘性抵抗が(どろっとしたような状態では摩擦が生まれる。

それを粘性抵抗という。)消失した状態のことで、容器の壁をのぼって

外にこぼれ出したり、原子一個がやっと通れる程度のすき間に浸透したり、

さまざまな常識を覆す現象が見られる。



↑本来ならかさが上にあるので
液体がかさの中に入ることは本来ならあり得ない







4、何でヘリウムを吸うと声が変わるの?




市販で売っているヘリウムガス




先述した通り、ヘリウムは「空気よりも密度が小さくてしかもめちゃくちゃ軽い

という特徴がある。







そもそも声とは、声帯が発した音が、声帯から喉までの間、


"声道"で共鳴して外に響くというものです。

通常、肺に入っているのは空気である。



肺にヘリウムガスが入ってくると、

声帯の発した音は空気の時よりも伝達速度が速くなります。

これに比例して、声道で共鳴する回数は多くなる。

つまり、声の波長が短くなるから、外に響く音は高い音になる。


※市販で売られているヘリウムガスは

多少の酸素を含んでいるため肺に吸いこんだとしても、

血液中に溶けることはなく、人体に影響を及ぼさない。

しかし、気球用のヘリウムガス100%のヘリウムであるので、

一気に吸うと、脳に酸素が行かなくなり、

最悪の場合、死につながるので、ヘリウムガスを吸うときには要注意!!













コメント

このブログの人気の投稿

重いものと軽いものを地面に落としたら?

重いものと軽いものを地面に落としたら どっちが早く落ちるのか? 結論からいうと、どちらも変わらない。 (*しかし、空気がある世界では、より軽く、よりやわらかく、 表面積が大きいものが 遅く落下する。 ペラペラの紙切れがゆっくり落ちていくのが最たる例である。) 物理学の世界では、 物体を自然と落とすことを 自由落下 という。 では、なぜ重いものと軽いものが 同時に落ちるのか、思考実験といわれる 頭の中で実験をして確かめてみよう。 空気抵抗が無いもの、つまり 真空中 と 仮定して話を進めてみる。 【真空中…空気が全くない状態。】 1gのものと、1gのものを同時に落としたら、 同じ速度で落下することは納得できると思う。 では、1gのものと2gのものは? と考えてみよう。 2gのものは1gのものを1+1=2個くっつけただけであり、 それ以上のものではない。 くっついたというだけのことで落下速度が速くなるのであれば、 分割すれば遅くなる ということが推論できる。 じゃぁドンドンと分割していくと、 そのうち落下しないで 空中に止まったままになるのか? とまぁこんな感じの思考実験をすることで ある程度納得できるのではないかと思いますが、どうだろうか ? では、実際に理論的に説明していこう。 重い物に働く重力の方が軽い物に働く重力より大きい。 重力 (mg) =質量 (m) ×比例係数 (g) … ① この公式は中学物理で出てくるものである。 比例定数は重力加速度=gと呼ばれ、 厳密には  g= 9.80665[m/s² ]  と定義されている。 同じ力を加えても 重い物 の方 が 軽い物 より 動かしにくい 。 加速度 ( a :   m /s 2 ) =加える力 ( F: N) /質量 ( m: kg)    … ②  ②…これを運動方程式という 【*物理学で力は記号でFを表す。単位はN。】 これも経験があるのではないだろうか。 次のような経験がないだろうか? ・同じ重さなら加える力が大きいほど良く加速する。 ・同じ力なら軽い物ほど良く加速する。 物体に加える力が重力だけの場合は、 ①を②に代入して、 加速度=加

儀礼的無関心

1,電車での出来事 電車の中では、 ふつうであれば夫婦や親子など 親密な関係にある人間しか 入ることを許されない密接距離や、 友人同士で用いられる個体距離のなかに 見知らぬ他人 が入りこんでくるということから、 別の規則が派生してくる。 私たちはたまたま電車で隣り合って座った人と 挨拶を交わたりしないし, ふつうは話しかけることもない。   私たちはあたかも 自分の 密接距離 や 個体距離 のなかに 人がいることに   気がつかないかのように、 それぞれ新聞や雑誌を読んだり、 ヘッドホンをつけ 音楽を聴いたり、携帯電話をチェックしたり、 ゲームをしたり,あるいは 目をつむって考えごとをしたりしている。 それはあたかも 物理的に失われた距離を心理的距離によって 埋め合わせているかのようである。 アメリカの社会学者 E. ゴフマン( 1922 ~ 82 )は, 公共空間のなかで人びとが示す このような態度を 儀礼的無関心 と呼んだ。 2、具体的に儀礼的無関心とは どのような状態で 行われるのか? 「そこで行なわれることは、 相手をちらっと見ることは見るが、 その時の表情は相手の存在を認識したことを 表わす程度にとどめるのが普通である。 そして、次の瞬間すぐに視線をそらし、 相手に対して特別の好奇心や 特別の意図がないことを示す。」 電車のなかで他の乗客にあからさまな 好奇心を向けることが 不適切とされるのはそのためである。 たとえば, 電車のなかで他の乗客をじろじろ眺めたり, 隣の人が読んでいる本を のぞきこんだりすることは不適切と感じられる。 例外は子どもである。 子どもは他の乗客を指差して 「あのおじさん変なマスクをしてる」 と言っても大目にみられるし, 逆に子どもに対してはじっと見つめることも, 話しかけることも許され

地中海式農業

1,地中海式農業 地中海性気候 、すなわち冬季は温暖・湿潤、 夏季は高温・乾燥の気候地域にみられる農業様式。 商品作物としての耐乾性樹木作物と自給作物としての 小麦栽培 に、 ヒツジ、ヤギの飼養を取り入れた 有畜農業 である。 とくに耐乾性作物であるオリーブ、イチジク、ブドウ、柑橘 類、 コルクガシなどの栽培は有名で、なかでもオリーブは標式的な樹木といわれている。 伝統的な 地中海式農業 は、 小麦 ・ オリーブ ・ ブドウ の三大作物の栽培とヒツジの移牧を特徴とする。 しかし、 灌漑 農業 の普及や農業改善事業の進展などで、 オレンジ、レモン、野菜・花卉 類などのより商品性の高い作物の栽培が 盛んになる一方、 移牧 は衰退しつつある。 地中海式農業が典型的に発達する地中海沿岸地方では、 山地斜面まで石材などを利用した 階段状耕地 が造成され、 独特な景観をなしている(イタリアのアマルフィやチンクエ・テッレなど)。 イタリア半島 南部やイベリア半島では大土地所有制度が残存し、 多くの零細農からなる農村では、 伝統的な農法による生産性の低い農業が営まれている。 地中海式農業地域としては、 このほか近代的な灌漑施設を整えたアメリカのカリフォルニア地方をはじめ、 チリ中部、アフリカ南西部、オーストラリア南部などがある。 [新井鎮久・井村博宣] リンク リンク