グラファイト構造

炭素マイク(No.137)

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炭素マイク 炭素マイク

実験監修:愛知工業大学客員教授 佐伯平二 
※監修者の役職は掲載当時のものです。
企画制作: 日本ガイシ株式会社

実験の説明

どうしてなのかな

重ねたコップの間に細かく砕いた備長炭をはさんで、乾電池をつないだだけでマイクロホンのできあがり!でも、どうして?

そうかなるほど

備長炭や活性炭、鉛筆の芯などは主に炭素でできています。そしてダイヤモンドも。でも、備長炭や鉛筆の芯は電気を通すのに、ダイヤモンドは通しません。それに、ダイヤモンドは無色透明ですごくかたくて重いのに、炭(黒鉛)は真っ黒で、ダイヤモンドにくらべればはるかにやわらかくて軽い物質です。同じ炭素からできているのに、これほど極端に性質がちがうのは、結晶構造がちがうため。ダイヤモンドは、ひとつの炭素原子を中心にして4つの炭素原子が結合し、正四面体が立体的にいくつも重なり合ったような構造をしています。それに対して黒鉛(グラファイト)は、炭素原子が他の3つの炭素原子と結合して、平面的な正六角形が重なり合ったような構造(グラファイト構造)をしています。この構造では炭素原子が電子をひとつ余らせているため、電気を伝える性質があらわれます。備長炭や活性炭をつくるときの温度は木炭をつくるときよりも高く、炭素の量が多くなってグラファイト構造がたくさん含まれます。グラファイト構造をもつ炭素の粉に圧力を加えると、電気抵抗(電気の流れにくさ)が変わります。この現象を応用したのが炭素(カーボン)マイク。音の圧力で生じた炭素粉の抵抗の変化を、電気信号として取りだします。雑音は多いものの感度が高いので、電話機のマイクなどにずっと使われていました。今月はプラスチックコップの底を振動板にした炭素マイクで遊んでみましょう。

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