1. らくらく化学実験＿ルミネッセンス　圧電素子

    圧っ、カミナリだ！　
    　
    　着火といえばカチッと一発、便利なライターが使われるようになりました。ガスも不要、燃えかすもなしの安全グッズで知られますが、使われている圧電素子にはある種の結晶の性質が利用されています。この素子を使い、紙の疑似平面で人工のミニ雷を起こしてみましょう！
    「手　順」
    1. 厚紙の上にアルミフォイルをのり付けし、擬似空間をデザインする。大気の部分には、のりを塗り、上から鉄粉をまき散らすと良い。
    2. 電子ライターから取り出した圧電素子の２カ所からコードを引き、擬似空間の雲と下界の双方に接続して空打ちしてみる。

    ホイルによる擬似空間

    人工落雷を起こす

    「注意と工夫」
    1. 感電防止のため、素子はガムテープで数回巻いておきます。
    2. アルミフォイルの形は、先のとがった樹やビルディングなど模し、放電の様子を比べてみて下さい。うまくいかない場合は、アルミ間の距離を調節したり、鉛筆で落雷のコースを誘導するといいと思います。特に後者は、素子の空打ちの度に、違ったコースをたどって放電するので、興味深いものがあります。
    3. 実験例の方法によって、グローランプや蛍光灯も光らせることができます。
    4. 圧電素子には発火実験用教材もあります。下画像は、Nakamura圧電点火器Ｄ型B10-4522　\5,500　です。


    蛍光灯に使用されるグローランプ：透明なタイプが観察しやすい

    アルミフォイルの形を工夫

    電子ライターから取り出した圧電素子

    Nakamura圧電点火器Ｄ型B10-4522
    　　　動　画：先のとがった方に放電しやすい　463KB
    　　　動　画：鉛筆で経路を誘導　463KB
    　　　動　画：放電のコースが違ったものになる？ 461KB
    　　　動　画：グローランプの発光

    圧電性を利用
    　ロッシェル塩を始めとするいくつかの物質は強誘電性を示し、結晶の片側の面にプラス、反対側にはマイナスの電荷を発生し、電荷を貯める性質に優れています。また、これらの物質の結晶は圧力を加えると電荷を発生（光は摩擦ルミネッセンス）する圧電性という性質を持ち、この性質は着火ライターなどの安全火器に利用されています。
    　このロッシェル塩ですが、その昔、強誘電性が発見される以前はぶどう酒工場の樽の底にできる結晶で、下剤として使われていたという代物。ライターの火花の他に、圧電ブザーや圧電モーター、魚群探知機などの精密機器、セラミックコンデンサーやメモリーにも応用され、今後さまざまな分野で活躍が期待される新素材と言えるでしょう。

    　　　関連実験ページ：電子レンジでチャレンジ
    　　　関連実験ページ：がんばってガムテープ
    　　　つれづれ化学草子：    つれづれ化学草子：雷を捉へし縁

    「参　考」ハテナ？ナルホド実験室（Ｑｕａｒｋ編　講談社）

    「確認演習」
    1. 鉛筆で線を描く目的は何か？
    2. 摩擦ルミネッセンスと考えられるものは、他にどんなものがあるだろうか？
    編集：山田暢司　埼玉県立坂戸高等学校