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2016年2月26日 (金)

バブルリング:2

★さて、イルカが水中で空気の輪を作るのはとても面白いのですが、出来事は二重になっています。
第一は、水中に水を噴出して、目には見えないけれど渦の輪ができている、ということ。
第二は、その見えない渦を空気で可視化する、ということですね。

↓前の記事でもリンクしましたこの動画、もう一回是非ご覧ください。
https://www.aquas.or.jp/calendar/new-bubble-ring/
イルカは口からぷっと水を吹き出して、渦の輪を作り、そこに頭を入れて鼻孔から空気を吹きだします。すると渦の輪の中心線付近は圧力が低下しているので、吹き込まれた空気は瞬時に全体に広がって「見えるようになる=可視化」のです。

前の記事で引用した日経サイエンスの記事ももう一度見てください。
日経サイエンス  1996年10/11月合併号

 イルカたちが自分で作るおもちゃとは,気泡のリングだ。噴気孔(鼻孔にあたる)から水中に吐き出す空気を巧みに調節して,リング状にする。あるいは,リングを作るのに不可欠な渦を尾ビレで作り出しておいてから,その渦に空気を吹き込んでリングにする。
・・・

「渦を尾ビレで作り出しておいてから,その渦に空気を吹き込んでリングにする」こういう観察があります。
目には見えない渦の輪を作っておいて、そこへ空気を吹き込んで可視化する。
ひょっとすると、イルカは超音波を用いるエコーロケーションで、肉眼的には見えない渦の輪の存在、大きさなどを検知していて、そこへ頭を突っ込んで息を吹き込んで可視化する、というようなことをしているのかもしれないな、と私は想像しますが。あくまで想像ですが。

↓さて、もう一つ「サイコー」という動画にリンクしますので是非ご覧ください。
http://www.jsme-fed.org/experiment/2013_6/002.html
水槽の中で、牛乳パックに穴を開けた容器から目には見えない渦の輪を噴出させます。
その輪が、エアレーションのような細かい気泡が立ち上がっている場所に来ると、気泡が入って、一瞬に可視化されるという動画です。
実に見事です。渦の輪とその可視化を分離して見せてくれます。
サイトの説明図を引用します。
Uzu
一目で出来事の全貌が見えるという「よい図」です。
{こういう図を見ると嬉しくなります。教師現役時代、よい図を求めていろいろ書籍を漁り、これだ!という図があった時は価格にかまわず購入して教材化したものです。たった一枚よい図に出会えれば、何千円でも惜しくない。}

↓ここでは「空気砲」を可視化はしていませんが、その原理を明瞭に解説しています。
http://www.jsme-fed.org/experiment/2013_6/001.html

一時、紙きれを立てておいて、離れたところで手のひらを開いて「気を送る」と紙が倒れる、などというのが流行ったことがありました。あれは空気の渦だったはず。昔そんな遊びをした方は思い出してください。
「気」などというつまらない非科学・トンデモ科学に引っかからないように。

さて、この目に見えない「空気砲」を煙で可視化したのが米村でんじろうさんがやったパフォーマンスかな。
科学実験ショーでは定番になりましたね。
{私は科学実験ショーには批判的です。好奇心を引き出すことには有効でしょうが、うまくフォローしていかないと、マジックショーと同じになってしまって、それはそういうものなんだ、で終わってしまう。それは科学じゃないですね。}

お風呂の一番湯に入ると、体に細かい泡がびっしりつくことがあります。あれは水に溶けていた空気が水温が上がって溶けきれなくなっているけれど、きっかけがなくて気泡になれなかったものが、人の肌や毛を「核」にして泡になって出てきたものです。
そこで、肌をなでるようにして肌から遠ざける、というようなことをすると、白い渦の線ができたりしませんか?
あれは泡がなければ見えなかった水中の渦の管が泡で可視化されたものです。

また、掌を湯の外に出しておいて、すっと滑らかに水中に引き込むと、水面に渦ができてへこむ、ということをご存知の方は多いはず。そのため「渦」というと、水面で水が回転してへこむもの、と思っている方もいるかもしれませんね水面の現象として。
でも、水面にへこんだ渦は実は水中に長く渦の管が続いているのです。
湯の中に細かい気泡が漂って白く濁っているとき、あるいは炭酸ガス入浴剤で泡が湯にいっぱいの時にこれをやると、水面の渦の下に長い白い管が見えますよ。今度の入浴時にはじっくり観察してください。

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