なんでだろう？
大きな音でブザーが鳴っています。このブザーに一切さわらずに音を消してみましょう。まず、密閉できる容器の中にブザーを宙づりにします。この段階ではまだ音は聞こえます。次に手づくりの真空ポンプで容器の中の空気を抜いていきます。すると音がだんだん小さくなって、ほとんど聞こえなくなりました。
そうなんだ！
音は、音を出すもの（この場合はブザー）の振動が空気などの物質をふるわせ、波（音波）となって伝わります。その音波が耳に届いて鼓膜をふるわせることで、音として聞こえるのです。そのため、音の振動を伝える物質がない真空中では、音は聞こえません。ブザーを入れた容器の中の空気を抜いていくと、空気の密度が低くなって真空に近くなるので、ブザーの音がほとんど聞こえなくなったのです。真空度の高い宇宙空間では、音は全く聞こえません。
1.プラスチックの注射器 1本
2.ビニールテープ
3.プラスチックのしょうゆ差し 1個 ※注射器の筒先がしょうゆ差しの注ぎ口にピッタリ入るものを選んでください。サイズが合わない場合は、ビニールチューブで注射器としょうゆ差しをつないでください。
4.小型の防犯ブザー（ピンを抜くタイプ） 1個 ※しょうゆ差しの中に宙づりにできる大きさのもの。
5.小型の風船（水風船） 1個
・押しピン
・はさみ
実験で使用した材料の詳細
・注射器：大創産業 化粧品用スポイド 20ml
・ビニールテープ：ニチバン ビニールテープ19mm幅×10m巻
・しょうゆ差し：大創産業 しょうゆ入れ 120ml
・防犯ブザー：大創産業 防犯アラーム（護身用）
・風船：大創産業 水ふうせんセット（40コ入）
[実験の注意]
・ＮＧＫサイエンスサイトで紹介する実験は、あくまでも家庭で手軽にできる科学実験を目的としたものであり、工作の完成品は市販品と同等、もしくは代用品となるものではないことを理解したうえで、個人の責任において実験を行ってください。
・必ず手順を読んでから工作・実験を行ってください。
・器具の取り扱いには十分注意し、けがをしないようにしましょう。
・小学生など低年齢の方が実験を行う場合は、必ず保護者と一緒に行ってください。
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1
針をはずした注射器の肩に押しピンで穴を開けます。
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2
4mm角に切ったビニールテープを注射器の肩の穴に外側から貼ります。
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3
8mm角に切ったビニールテープを注射器の押し子を使って、筒先の穴をふさぐように内側から貼ります。
※肩の穴をふさがないように注意してください。
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4
風船を直径3cm程度にふくらませ、口をしばってしょうゆ差しの中に入れます。しっかりふたを締めて、空気穴をビニールテープでふさぎます。注ぎ口に注射器の筒先を強く差し込みます。
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5
押し子を前後に動かすと、注射器の穴のビニールテープが弁の役割をして、しょうゆ差しの中の空気が徐々に吸い出されます。風船がふくらんだら、真空に近づいています。
※風船がふくらまない場合は、注射器のビニールテープやしょうゆ差しの密閉をもう一度確認してください。
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6
しょうゆ差しのふたの裏に防犯ブザーのストラップをビニールテープで固定し、ブザーを宙づりにします。
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7
防犯ブザーのピンを抜いて音を鳴らし、ふたを容器にしっかりねじ込みます。
※非常に大きな音が出ます。家庭で実験するときは、ブザーの音の出る部分にビニールテープを貼って音をおさえてください。
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8
注射器の押し子を前後に動かして音の変化を確かめます。
実験を成功させるコツとヒント
・しょうゆ差しの注ぎ口に注射器の筒先がスキ間なく、ピッタリ差し込めることを確認してください。ややゆるい場合は、継ぎ目にビニールテープを巻くと改善されます。差し込めない場合は、5cmくらいの長さのビニールチューブを使って、しょうゆ差しと注射器をつなぎます。
・注射器の穴に貼るビニールテープは弁の役割をします。上からの圧力では空気を通しませんが、下からの圧力ではすき間ができて空気が逃がします。粘着力が強すぎると空気が逃げず、弱すぎるとはがれてしまします。穴を完全にふさぐ位置に適度な粘着力で貼ってください。
・ブザーはしょうゆ差しの底や側面にふれないように宙づりにしてください。ブザーがしょうゆ差しにふれていると振動が伝わり、音が外にもれる原因になります。
・音の聞こえ方はブザーの音量や周囲の騒音レベルによって異なりますが、この実験で完全に音を消すことはできません。
水中で音は聞こえる? 聞こえない?
水も空気と同じように音の振動を伝えます。意外に感じるかも知れませんが、宇宙では音が聞こえないのに水中では音がよく聞こえるのです。しかも、水中では空気中よりも速く、遠くまで音が伝わります。シンクロナイズドスイミングの選手も、水中で音楽を聞いて演技をしています。
ダイヤモンドは音を伝えるトップランナー
音の伝わる速さは物質によって大きく異なります。空気と比べて水は約４倍、鉄は約17倍の速さです。一般に硬い物質ほど音が速く伝わるので、ダイヤモンドはトップクラス。現在の世界記録はダイヤモンドと同じ炭素でできているグラファイト（黒鉛）で、空気中の約55倍の速さを計測したという報告があります。
宇宙空間は何もない真空なの？
地上で真空をつくる場合は、どんなに強力な真空ポンプを使っても気体の分子を一つ残らずなくしてしまうことは不可能なので、「完全に何もない真空」にはなりません。それでは、宇宙空間はどうでしょう？ 実は真空の宇宙空間にも、ごくわずかですが水素やヘリウムなどの気体や、ケイ素や炭素などの粒子が存在しています。その密度はきわめて低く、地上で可能な真空度をはるかにしのぐレベルなので、音は全く伝わりません。ところが、このようなごく薄い宇宙空間の物質も集まって密度の高い部分（星間雲）が生まれ、さらに引力によって収縮すると新しい星になります。太陽や地球も、そのようにして誕生したと言われています。
NGKサイエンスサイトで紹介する実験は、あくまでも家庭で手軽にできる科学実験を目的としたものです。工作の完成品は市販品と同等ではなく、代用品にもならないことを理解したうえで、個人の責任において実験を行ってください。
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