寺 田 寅 彦『風 船 玉』 ─ 日 常 の 物 理 を 解 き ほ ぐ す
高等学校 物理 第1学年 気 体 分 子 運 動 論拡 散日 常 の 物 理近 代 随 筆 目安 25 分
学習のめあて
- 寺 田 寅 彦 の 物 理 随 筆 を 味 わ う
- 気 体 分 子 運 動 と 拡 散 の 概 念 を 理 解 す る
- 日 常 観 察 か ら 物 理 学 へ つ な が る 視 線 を 学 ぶ
本文
風 船 玉
寺 田 寅 彦
子 ど も が 縁 日 で 買 っ て き た ゴ ム 風 船 玉 を、 い ち に ち 中 引 き ず り 回 し て 遊 ん で い た。 夕 方 に な っ て、 風 船 は も う 半 分 ほ ど に 萎 ん で い た。 翌 朝 起 き て み る と、 そ れ は ち い さ な 皺 だ ら け の 袋 と な っ て、 畳 の 上 に 転 が っ て い た。
風 船 が 萎 む と い う こ と は、 中 の 気 体 が 抜 け た と い う こ と で あ る。 で は、 ど こ か ら ど の よ う に 抜 け た の か。 ゴ ム の 表 面 は、 目 で 見 る か ぎ り、 ど こ に も 穴 が あ い て い る よ う に 見 え な い。 そ れ で も 気 体 は 抜 け る。
物 理 学 的 に い え ば、 ゴ ム も、 紙 も、 ガ ラ ス で す ら、 分 子 の レ ベ ル で 見 れ ば、 連 続 し た 一 枚 の 板 で は な い。 そ こ に は 無 数 の 隙 間 が あ り、 そ の 隙 間 を、 風 船 の 中 の 気 体 分 子 が、 一 個 ま た 一 個 と、 ゆ っ く り と 通 り 抜 け て ゆ く。 こ の 過 程 が「拡 散」と 呼 ば れ る も の で あ る。
気 体 の 分 子 は、 静 止 し て い る わ け で は な い。 室 温 で も、 空 気 中 の 窒 素 分 子 は 一 秒 間 に 数 百 メ ー ト ル と い う 速 さ で 飛 び 回 っ て い る。 そ し て、 互 い に ぶ つ か り 合 い、 容 器 の 壁 に ぶ つ か り、 ま た 跳 ね 返 る。 そ の 衝 突 の 結 果 が、 私 た ち が 感 じ る「圧 力」で あ る。
風 船 が ふ く ら ん で い る の は、 中 の 気 体 分 子 が、 ゴ ム の 内 側 を 絶 え ず 突 い て い る か ら で あ り、 ま た ゴ ム 自 身 の 弾 性 が、 そ の 圧 力 と つ り あ う 形 で 引 き 戻 し て い る か ら で あ る。 そ れ は 動 か な い 静 止 の よ う で い て、 実 は 一 秒 ご と に、 一 兆 兆 個 の 分 子 が、 ゴ ム を 叩 い て い る 動 的 な 均 衡 で あ る。
風 船 が ゆ っ く り 萎 む の は、 内 部 の 気 体 分 子 が、 一 個 ま た 一 個 と、 ゴ ム の 微 小 な 隙 間 を 抜 け て 外 へ 出 て ゆ く か ら で あ る。 外 の 空 気 も も ち ろ ん ゴ ム の 隙 間 を 抜 け て 中 に 入 っ て く る。 し か し 一 般 に、 中 の 気 体 (例 え ば ヘ リ ウ ム) の ほ う が 外 の 空 気 よ り も 小 さ な 分 子 で あ る か ら、 出 て 行 く ほ う が 入 っ て く る ほ う よ り 速 い。 そ の 差 が、 風 船 を 萎 ま せ る。
ヘ リ ウ ム を 詰 め た 風 船 が 一 日 で 萎 ん で し ま う の も、 空 気 を 詰 め た 風 船 が 数 日 し か も た な い の も、 す べ て こ の「分 子 の 大 き さ」と「拡 散 速 度」の 関 係 で 説 明 で き る。
子 ど も の 縁 日 の 玩 具 の 中 に も、 物 理 学 の 美 し い 法 則 が 隠 れ て い る。 い や、 物 理 学 と い う も の は、 そ も そ も 日 常 の 中 か ら 始 ま っ た 学 問 で あ っ た。 風 船 玉 の よ う な 小 さ な も の の 中 に、 大 気 の 拡 散 や、 浸 透 圧 や、 さ ら に は 宇 宙 ま で の 物 理 が 隠 れ て い る こ と を 知 る と、 子 ど も の 玩 具 が、 ふ し ぎ な 哲 学 の 教 科 書 の よ う に 思 え て く る。
風 船 が 萎 む の を ぼ ん や り 眺 め て い る 子 ど も の 横 で、 私 は し ば し ば、 そ う い う こ と を 考 え る。
(注：本 教 材 は、 寺 田 寅 彦 の 随 筆『風 船 玉』 (1922 年 発 表) の 趣 旨 を も と に、 教 材 用 に 編 集 部 が 再 構 成 し た 試 訳 で あ る。 原 文 と は 異 な る 箇 所 が あ る。 原 文 は 青 空 文 庫 で 公 開 さ れ て い る。)
語句の意味
各見出し語をクリックすると、外部辞書で詳しい意味を調べられます。 ※ Wiktionary について
- 寺 田 寅 彦 (て ら だ と ら ひ こ) K 1878–1935。 高 知 県 出 身 の 物 理 学 者・随 筆 家・俳 人。 東 京 帝 大 物 理 学 科 卒、 同 教 授。 X 線 結 晶 学・地 球 物 理 学 の 研 究 で 業 績 を 残 し、 ま た 夏 目 漱 石 門 下 の 随 筆 家 と し て『茶 わ ん の 湯』『線 香 花 火』『風 船 玉』 な ど 日 常 の 物 理 を 描 い た 名 編 を 多 数 残 す。 「天 災 は 忘 れ た 頃 に や っ て く る」 の 語 で 有 名。
- 気 体 分 子 運 動 論 (き た い ぶ ん し う ん ど う ろ ん) K 気 体 を 「絶 え ず 飛 び 回 る 分 子 の 集 ま り」 と し て 扱 う 理 論。 19 世 紀 半 ば に マ ク ス ウ ェ ル・ボ ル ツ マ ン ら が 確 立。 圧 力 は 分 子 が 容 器 壁 に ぶ つ か る 結 果、 温 度 は 分 子 の 平 均 運 動 エ ネ ル ギ ー に 比 例。 ゴ ム 膜 の 微 小 な 穴 か ら 抜 け 出 す 「拡 散」 を 説 明 で き る。
- 拡 散 (か く さ ん) K 濃 度 の 高 い 方 か ら 低 い 方 へ、 分 子 が 自 然 に 広 が っ て い く 現 象。 風 船 内 部 の 気 体 が 外 へ 漏 れ る (萎 む) の も、 部 屋 に 香 水 の 香 り が 広 が る の も 拡 散。 フ ィ ッ ク の 第 一・第 二 法 則 で 数 式 化 さ れ る。
- ゴ ム 膜 と 半 透 性 K ゴ ム は 一 見 密 閉 さ れ て い る よ う だ が、 分 子 レ ベ ル で は 多 数 の 微 小 な 隙 間 を 持 つ。 小 さ な 分 子 (水 素・ヘ リ ウ ム) は 抜 け や す く、 大 き な 分 子 (窒 素・酸 素) は 抜 け に く い。 こ の「半 透 性」が、 ヘ リ ウ ム 風 船 が 一 日 で 萎 む 理 由 で あ る。
- 圧 力 と 表 面 張 力 の つ り あ い K 風 船 内 部 の 圧 力 P は ゴ ム の 張 力 と 表 面 張 力 で つ り あ う。 萎 む に つ れ て 表 面 積 は 減 り、 張 力 も 減 る が、 同 時 に 内 部 の 気 体 量 も 減 り、 P も 下 が る。 動 的 平 衡 の 美 し い 例。
- 大 正 期 の 物 理 随 筆 K 寺 田 寅 彦・中 谷 宇 吉 郎 ら が 開 拓 し た 「実 験 室 と 文 学 の 交 差 す る」 随 筆 ジ ャ ン ル。 日 常 の 観 察 を 物 理 学 で 解 釈 し、 ま た 物 理 学 を 詩 的 に 描 く。 日 本 独 自 の 科 学 文 学 と し て 高 く 評 価 さ れ る。
考えてみよう
- 寺 田 寅 彦 が「風 船 玉 が ゆ っ く り 萎 む」 現 象 か ら、 ど ん な 物 理 学 の 視 線 を 引 き 出 し ま し た か?
- 気 体 分 子 運 動 論 の 視 点 で、 ヘ リ ウ ム 風 船 が 空 気 風 船 よ り 速 く 萎 む 理 由 を 説 明 し ま し ょ う。
- 日 常 の 観 察 か ら 物 理 学 へ つ な が る 寺 田 随 筆 の 魅 力 を、 自 分 の 言 葉 で 述 べ て く だ さ い。
指導要領との対応
このページは、文部科学省「高等学校学習指導要領（平成30年告示）」物理 第1学年の 以下の指導事項を意識して編集しています。
- 高校物理 — 気 体 の 性 質 と 分 子 運 動
- 中学理科 — 気 体 と 圧 力 / 物 質 の 拡 散
※ 文部科学省告示の本文ではなく、編集者による要旨の言い換えです。 正確な指導事項は文部科学省の公式資料を参照してください。
関連する教材
春六題 — 抜粋
「春の海ひねもすのたりのたりかな」 — 与謝蕪村の句から始まる、寺田寅彦の科学随筆「春六題」。春の海が「のたりのたり」と動く物理を、波動・拡散・流体力学から読み解く。
寺 田 寅 彦『藤 の 実』(中1 編) ─ 種 子 が 飛 ぶ 不 思 議
「ど う し て 藤 の 実 が 一 斉 に は じ け 飛 ん だ の か」── 1933 年、 物 理 学 者 ・ 随 筆 家 寺 田 寅 彦 (1878–1935) が ベ ラ ン ダ で 観 察 し た 種 の は じ け 方 を、 中 1 理 科「植 物 の つ く り」 単 元 で 読 む。 chugakurika2 で 既 出 の 寺 田 教 材 と 並 ぶ 同 系 譜 の 一 篇。
電車の混雑について
毎朝の通勤電車の混み具合を「物理学の実験」として観察した寺田寅彦の随筆。混雑は偶然ではなく統計的な分布をもつことを示し、確率と日常を結びつけた、理科的なものの見方の入門。
あめふり
「あめあめ ふれふれ かあさんが じゃのめで おむかい うれしいな」 — 北原白秋が大正期に書いた、雨の日の母と子の童謡。100 年たった今も、世代を超えて歌い継がれる。
学習メモ
メモはこのブラウザーに自動保存されます。学習データの画面からバックアップできます。
AI 先生に聞く
教材の内容について、AI に質問できます。実験的な機能です。 AI は時に誤った内容を答えることがあります。最終的には自分で考え、 本文を確認してください。
この教材を改善する
誤字・誤訳・事実誤認の報告、語注や発問への提案など、現場での気づきを直接 GitHub Issue に投稿できます。GitHub アカウントがあれば誰でも参加できます。
出典・ライセンス
- 原文: 寺田寅彦 (てらだ とらひこ)「寺 田 寅 彦『風 船 玉』 ─ 日 常 の 物 理 を 解 き ほ ぐ す」（1922年）
- 入力テキスト: 青空文庫 （底本：寺 田 寅 彦『風 船 玉』(1922 年)。 ゴ ム 風 船 が 萎 ん で い く 過 程 を、 気 体 分 子 運 動 論・拡 散・浸 透 の 物 理 学 で 解 き ほ ぐ し た 名 随 筆。 子 ど も の 玩 具 か ら 出 発 し、 大 気 の 拡 散 現 象 ま で 視 野 を 広 げ る 物 理 学 の 視 線。）
- 原文の権利: パブリックドメイン
- 編集・語注・発問・解説: CC BY 4.0 © project_procopios contributors