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理科(化学・天文・気象)

理科(化学・天文・気象)  

化学

原子 化学的方法ではそれ以上分割できない物質の基本単位粒子。原子は元素記号で表される。記号の最初の文字は大文字で書き、2文字の場合、2文字目は小文字で書く。
 
〔おもな元素記号〕Ag 銀、Al アルミニウム、As ヒ素、Au 金、Ba バリウム、C 炭素、Ca カルシウム、Cl 塩素、F フッ素、Fe 鉄、H 水素、Hg 水銀、K カリウム、N 窒素、Na ナトリウム、O 酸素、P リン、Pb 鉛、Pt プラチナ、S 硫黄、Sn スズ、U ウラン、Zn 亜鉛
原子番号 原子核中の陽子の数、あるいは原子中の核外電子の数を、その原子の原子番号という。どの原子をとっても、陽子の数は電子の数、つまり原子の原子番号と同じである。原子番号の大きな元素ほど大きい原子量をもつ。
原子核 原子の中心に存在する物質で、陽子および中性子から成り立っている。中性子は陽子と同じ質量をもつが、電荷は帯びていない。陽子と中性子の数の和を質量数という。
原子量 原子の質量を表す値。炭素12の原子量を正確に12.00000として、相対的な値で示す。ヘリウムは4.002602、フッ素は18.9984032、ナトリウムは22.989768の原子量になる。
周期表 原子番号順に原子を並べ、原子の性質が周期的に現れるように配列した表。
同位体 同じ元素で原子量の異なる原子。原子核中の陽子の数は等しいが、中性子の数が異なる。化学的性質は変わらない。
イオン 中性の原子あるいは原子団で、電気を帯びているもの。全体としてプラスの電気を帯びているイオンを陽イオン、マイナスの電気を帯びているイオンを陰イオンという。
分子 原子がいくつか結合してできた物質で、これ以上分割すると分子特有の性質がなくなる最小の構成単位。分子は原子から構成されており、2個の原子からなる分子を2原子分子、多くの原子からなる分子を多原子分子とよぶ。分子を構成している元素の原子量の総和を分子量という。
単体と化合物 1種類の元素だけでできている物質を単体という。2種類以上の元素の原子が化合することによって生じた物質を化合物という。酸素、水素、窒素、硫黄、銅、アルミニウム、鉄などは単一の元素で構成されている単体で、酸素、水素、窒素などは2原子分子、オゾンは3原子分子の単体である。化合物は無数に存在し、水、アンモニア、硫酸、塩化ナトリウムなどが代表的。
質量保存の法則 化学反応において、反応前の物質の全質量と、反応後に生成した物質の全質量とは等しい。質量不変の法則ともいう。
定比例の法則 化合物の中では、成分元素の質量比はつねに一定である。たとえば、水の場合の水素と酸素の質量比は1対8である。
倍数比例の法則 2種の元素によってできた化合物が2種以上ある場合、一方の元素の一定量と化合している他方の元素の質量の比は、簡単な整数比となる。
アボガドロの法則 温度と圧力が同じであれば、気体の種類が異なっても、同じ体積の気体の中には同じ数の分子が含まれている、という法則。
アボガドロ定数 0.012kg中の炭素12に含まれる原子の数。6.0221367×(10の23乗)個となる。
モル 物質の量を表す単位で、アボガドロ定数個の物質粒子(原子、分子、イオン、電子あるいはそれらの特定の組み合わせ)を含む物質を1モルと定義する。
ボイル・シャルルの法則 一定量の気体の圧力は、温度に比例し、体積に反比例する。
酸とアルカリ 水に溶けて水素イオンH+を生じる物質が。水に溶けて水酸化物イオンOH-を生じる物質がアルカリ(塩基)。酸とアルカリが反応して、互いに性質を打ち消しあうことを中和反応という。
電気分解 電圧をかけて、1つの物質から2つ以上の別の物質をつくる化学変化。電解質(電流を通す物質)の水溶液はすべて電気分解が可能。
溶解 物質が液体と均一に混合して透明な溶液になること。溶けている物質を溶質といい、ほかの物質を溶かして溶液をつくる液体を溶媒という。液体と液体が溶けている溶液では、ふつう量の多い液体を溶媒とみなす。
一定量の溶媒に溶けて飽和溶液になるまで溶ける溶質の量を溶解度という。
酸化と還元 酸素を得る、あるいは電子を失うことを酸化といい、酸素を失う、あるいは電子を得ることを還元という。酸化と還元は同時に発生し、片方のみが発生することはない。
pH 水溶液中の水素イオン濃度を表す指数。25℃の場合、pHが7より小さい水溶液を酸性、7の水溶液を中性、7より大きい水溶液をアルカリ性の溶液という。

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天文

恒星 重力によってまとまった熱いガスからなる大きな天体。惑星は太陽光を反射して輝いているが、恒星は星の内部で起こる核反応をエネルギー源として、電磁波、とくに光を放出して自ら輝いている。
等級 地球から見たときの、星の明るさを示す階級。古代アレキサンドリアの天文学者プトレマイオスがすべての星を6つの等級にわけたのが最初で、もっとも明るい星を1等級、肉眼でかろうじてみえる暗い星を6等級とした。1等星と6等星とでは、ほぼ100倍の光量の違いがあるので、1等級ちがうと明るさが2.512倍になる。
南中 地球の自転につれて天体が日周運動をして真南を通過するとき。南中のとき天体の高度は最高になる。地球が公転軌道上を一日に約1度移動していることから、南中時刻は一日に約4分ずつ早くなる。
太陽 太陽は典型的な恒星で、光球とよばれる表面と、その上の熱いガスの大気、その上にもっと熱いコロナがあり、太陽風とよばれる粒子の流れをたえず放出している。太陽の黒点は光球の中の温度の低い部分である。太陽系は太陽を中心とする天体の集団で、惑星、小惑星、彗星などからなる。
惑星 太陽を回る天体のうち、十分な質量を持っているために丸い形をしていて、周りに比べて圧倒的に大きく成長したもの。太陽系には、地球を含めて8個の惑星が存在し、太陽から近い順に水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星の順に並んでいる。
半径が小さく密度の大きい惑星を地球型惑星(水星・金星・地球・火星)とよび、半径が大きく密度の小さい惑星を木星型惑星(木星・土星・天王星・海王星)とよぶ。
衛星 惑星の周囲を回る天体。太陽系では、水星と金星以外の惑星はすべて衛星をもっている。
公転 天体の軌道上の運動で、周期性をもつ。太陽系の惑星は、天の北極から見て反時計回りに太陽の周りを公転している。公転の速度は、水星で毎秒47km、地球で毎秒30km。月は、天の北極から見て反時計回りに地球の周りを公転している。
自転 公転に対して自転とは、天体の回転軸の周りの運動で、地球は、天の北極から見て反時計回りに、1日1回自転している。
黄道 太陽が天球上を移動する経路のこと。地球の公転運動の反映である。
ケプラーの法則 17世紀初めにドイツの天文学者ケプラーによって発見された惑星運動の法則。
(1)太陽の惑星の軌道は楕円で、太陽はその楕円の焦点の一つとなる。
(2)惑星と太陽を結ぶ線は、同じ時間には同じ面積を描く。
(3)惑星の公転周期の2乗は、太陽からの平均距離の3乗に比例する。
日食と月食 ある天体がほかの天体によって隠されることを食といい、とくに太陽と月の場合をいうことが多い。日食は太陽面の一部または全部が月によって隠される現象。月の本影の中に入れば皆既日食となる。月食は地球の影の中に月が入って、月面の一部または全部が欠けて見える現象。必ず満月のときに起きる。

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気象

気圧 大気の圧力のこと。1気圧=1013hPa(=760mmHg)で、10m上昇するごとに約1.2hPaずつ低くなる。
等圧線は天気図上のある面で気圧の等しい点を結んだ線で、4hPaまたは2hPaごとにひく。
気団 停滞性の高気圧により、気温や湿度などの性質が水平方向に広範囲にわたり、一つの塊とみなせるようになった状態。多くの気団は、季節の変化に伴って勢力と勢力圏を変える。
日本の気象に影響を与えるものとして、シベリア気団、オホーツク海気団、小笠原気団、揚子江気団がある。
前線 気団の境界面を前線面、前線面と地表面の交線を前線という。前線には、温暖前線、寒冷前線、停滞前線、閉塞前線がある。
温暖前線は、暖気団が寒気団に這い上がるように進む前線。通過後、暖気団にはいるので気温が上がる。
寒冷前線は、寒気団が急速に暖気団を押し上げて進む前線。通過後、寒気団にはいるので気温が下がる。
冬の天気 西高東低型(西にシベリア高気圧、東に温帯低気圧)。
北西季節風が吹き、日本海側は雪、太平洋側は晴れる。
1日の最低気温が0℃未満の日を冬日、1日の最高気温が0℃未満の日を真冬日という。
夏の天気 南高北低型(小笠原高気圧におおわれる)。
全体に天気がよく、高温。
1日の最高気温が25℃以上の日を夏日、30℃以上の日を真夏日という。
降水確率 ある地域で一定の時間内に1mm以上の雨または雪の降る確率(%)。
梅雨前線 6月から7月の梅雨期に日本の南岸にできる停滞前線。オホーツク海気団と小笠原気団の間に形成される。
台風 熱帯から亜熱帯の西太平洋上で発生した熱帯低気圧が勢力を増し、最大風速が17.2m/秒をこえたもの。気圧がもっとも低い位置を気圧中心といい、その位置と勢力で定義される。
国際的には、地域によってタイフーン、ハリケーン、サイクロンと呼び分けている。
地球上の風系 地球上では特定の地域で、一定の方向に風が吹いている。
貿易風・・・ほとんど1年を通じ、亜熱帯高圧帯から赤道低圧帯に吹いている。
偏西風・・・亜熱帯高圧帯から寒帯低圧帯へ吹く、西寄りの風。北半球に比べて南半球のほうが強い。
季節風(モンスーン)・・・大気の循環や海陸分布の影響で、冬には気圧の高い大陸から海へ、夏には海から大陸へ吹く風。
ジェット気流 中緯度地域の成層圏の下部付近を吹く、強い西風。風速100m/秒に達することもある。
エルニーニョ現象 数年に一度、赤道太平洋東部の海面水温が数℃高くなる現象をエルニーニョ現象という。
エルニーニョ現象が起こると日本の夏は冷夏になり、冬は暖冬になる傾向がある。
ラニーニャ現象 数年に一度、赤道太平洋東部の海面水温が数℃低くなる現象をラニーニャ現象という。
ラニーニャ現象が起こると日本の夏は猛暑になり、冬は厳冬になる傾向がある。

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地震

震度 ある場所での地震動の大きさを震度といい、気象庁が定めたその階級は0から7(5と6は強・弱がある)までの10段階に分かれている。
マグニチュード 地震の規模はマグニチュード(M)で表される。Mが1増えると、地震のエネルギーは約32倍になる(2増えると約1000倍)。
震源 地震波が最初に発生した場所。地震波の到着時刻を各地の地震計で観測し、震源の位置を推定する。震源の真上の地表の点を震央とよぶ。
震源が深い地震の場合、震央から遠く離れた地域のほうが大きく揺れる場合がある。このような地域のことを異常震域とよぶ。
P波 縦波の地震波。はじめにP波が到着して小さく揺れるので、初期微動といわれる。P波の伝わる速度は約6~7㎞/sと考えられている。
S波 横波の地震波。P波の後に到着して大きく揺れるので主要動といわれる。S波の伝わる速度は約3~4㎞/sと考えられている。
初期微動継続時間
P波が到着してからS波が到着するまでの時間。震源までの距離が大きくなるほど、初期微動継続時間は長くなる。
直下型地震 震源の浅い地震は、マグニチュードが小さくても震度が大きくなることがある。このような地震のうち、大都市の直下で起こる地震を直下型地震とよぶ。
海溝型地震 海洋プレートが大陸プレートの下に沈み込む場所では巨大地震が頻繁に発生する。このようにプレートの境界(海溝沿い)で発生する地震を海溝型地震とよぶ。
プレートは地球の表層を形づくる岩石の層のこと。地殻と上部マントルの一部とからなり、その厚さは地域によって異なる。
活断層 現在活動を続けている断層、または最近の地質時代に繰り返し活動し、将来も活動することが推定されている断層。
液状化現象 地震動によって、固体のはずの地層が液体のような動きをする現象。
津波 海底地震や海底火山の噴火によって、海底の地盤が隆起したり沈降したりすることがある。これによって発生する波を津波とよぶ。
一般常識のまとめ

就職試験対策などにお役立てください。

バナースペース

おもな元素記号

Ag 銀
Al アルミニウム
As ヒ素
Au 金
Ba バリウム
C 炭素
Ca カルシウム
Cl 塩素
F フッ素
Fe 鉄
H 水素
Hg 水銀
K カリウム
N 窒素
Na ナトリウム
O 酸素
P リン
Pb 鉛
Pt プラチナ
S 硫黄
Sn スズ
U ウラン
Zn 亜鉛

地球の大気

地表付近の大気は、主に窒素(約78%)と酸素(約21%)で構成されている。水蒸気を除く大気の組成は高度80㎞まではほとんど変化がない。
 
大気圏は高度による気温の変化をもとに、下から対流圏・成層圏・中間圏・熱圏の4つに区分される。
 
対流圏は地表から高度約11㎞までの大気圏で、高度とともに気温が低下する。
 
成層圏は、対流圏の上端から高度約50㎞までの領域で、高度とともに気温は上昇する。成層圏には高度約25㎞を中心にオゾン層がある。
 
中間圏は高度約50㎞から80㎞までの領域で、高度とともに気温は低下する。
 
熱圏は高度約80㎞から約500㎞までの領域で、高度とともに気温は上昇する。オーロラは高緯度の熱圏で発生する。
 
太陽が放射する電磁波を太陽放射といい、波長別では可視光線を最も強く放射している。
 
地球が宇宙へ放射する電磁波を地球放射といい、波長別では赤外線を最も強く放射している。
 
太陽放射のうち、紫外線は大気中の酸素やオゾンにより吸収される。
 
大気中の二酸化炭素や水蒸気、フロン、メタンが、地表から放射された赤外線を吸収し、その一部が再び地表に放射されることから温度が上昇する。このような現象を温室効果とよぶ。

地球環境問題

石油や石炭などの化石燃料を燃やすことで大気中の二酸化炭素が増加すると温室効果が強まり、世界の平均気温が上昇すると考えられている(異説もある)。このような現象を「地球温暖化」という。
 
フロンは成層圏に入ると太陽の紫外線によって分解され、塩素原子が放出される。この塩素原子が成層圏のオゾンと化学反応を起こしてオゾンを破壊する。1980年以降、成層圏のオゾン量が極度に少なくなるオゾンホールが、春期の南極上空に 現れるようになった。
 
化石燃料の燃焼によって放出された硫黄酸化物や、自動車の排気ガスに含まれる窒素酸化物は、大気中で化学反応を起こし、それぞれ硫酸と硝酸になる。これらが雨水に溶け込み酸性雨となる。