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READING 第75回 標準 読了 8分

ケミカルライトが光る仕組みは?折ると中のガラスが割れます

How Do Glow Sticks Work?

Easy Reading|第75回

ケミカルライトは、折ると中の小さなガラス管が割れ、2つの液が混ざって光ります。電池なしで光る理由、温度で明るさが変わるわけ、1回しか使えないわけを、やさしい英文とコラムで読みます。

監修:原田高志(原田英語.com)

今日の英文は約240語です。ポキッと折ると光り出すケミカルライト(英語では glow stick)。電池も電球も入っていないのに、どうして光るのでしょう。中で起きていることを、英語で読んでみましょう。

英文

How Do Glow Sticks Work?

Have you ever bent a glow stick and watched it start to shine?

There are no batteries inside, so where does the light come from?

A glow stick is a plastic tube with a small glass tube inside it.

The glass tube holds one liquid, and the plastic tube holds another liquid around it.

When you bend the stick, the glass breaks, and the two liquids mix.

Then a chemical reaction starts.

The reaction makes energy, and a special dye in the liquid takes that energy and gives it off as light.

The dye also decides the color, so different dyes make different colors.

Light made by a chemical reaction like this is called chemiluminescence.

A glow stick makes very little heat.

Most of the energy becomes light.

Temperature changes the glow.

When it is warm, the reaction goes faster, so the stick shines more brightly but for a shorter time.

When it is cold, the reaction slows down, so the light is weaker but lasts longer.

That is why a freezer can help a glow stick last longer.

However, you cannot turn a glow stick off.

Once the liquids mix, the reaction keeps going until it ends, so each stick works only once.

Never cut a glow stick open, because the liquid can be bad for your skin.

Fireflies make light with a chemical reaction, too.

A glow stick lets you hold the same kind of light in your hand.

(241 words)

重要語句

語句意味英語の定義
glow stick ケミカルライト、光る棒 a plastic stick that gives off light after you bend it
bend 折り曲げる to make something curved, not straight
battery 電池 a small thing that gives electric power to a machine
liquid 液体 something like water that can flow
chemical reaction 化学反応 a change that happens when two or more things mix and become something new
dye 色素、染料 something used to give color to other things
give off (光・熱などを)出す to send out light, heat, smell, and so on
chemiluminescence 化学発光 light that comes from a chemical reaction
temperature 温度 how hot or cold something is
firefly ホタル a small flying insect whose body gives off light

全文和訳

ケミカルライトを折って、光り出すのを見たことはありますか。中に電池はありません。では、光はどこから来るのでしょう。ケミカルライトは、プラスチックの管の中に、小さなガラスの管が入ったものです。ガラスの管には1つの液が入っていて、そのまわりのプラスチックの管には、別の液が入っています。棒を折り曲げると、ガラスが割れて、2つの液が混ざります。すると、化学反応が始まります。反応でエネルギーが生まれ、液の中の特別な色素がそのエネルギーを受け取って、光として出します。色を決めるのも、この色素です。だから、色素が違えば光の色も違います。このように化学反応で生まれる光を、「化学発光」と言います。ケミカルライトは、熱をほとんど出しません。エネルギーのほとんどが、光になるのです。温度によって、光り方が変わります。温かいと反応が速く進むので、棒は明るく光りますが、光る時間は短くなります。寒いと反応がゆっくりになるので、光は弱くなりますが、長持ちします。だから冷凍庫に入れると、ケミカルライトが長持ちするのです。でも、ケミカルライトの光を消すことはできません。いったん液が混ざると、反応は終わるまで続きます。だから、1本は1回しか使えません。ケミカルライトを切って開けてはいけません。中の液は、肌によくないことがあるからです。ホタルも、化学反応で光を作っています。ケミカルライトを使えば、それと同じ種類の光を、手に持つことができるのです。

コラム:ケミカルライト ~折ると光るしくみ~

ガラスが割れると、2つの液が出会う

化学の図解サイト Compound Interest によると(Compound Interest|The Chemistry of Glow Stick Colours)、ケミカルライトの中には2種類の液が分けて入っています。

1. 外側の液:シュウ酸ジフェニル(diphenyl oxalate)という物質と、色素
2. 内側のガラス管の液:過酸化水素(hydrogen peroxide)

折るとガラス管が割れて、2つの液が混ざります。反応の途中で、とても不安定な物質ができます。これはすぐに分解して二酸化炭素になり、そのときエネルギーを出します。

色素はこの反応そのものには加わりません。エネルギーを受け取って、それを光として出すだけです。出る光の色は色素の分子のつくりで決まるので、色素を変えると色が変わります。

動画で見る

ケミカルライトが光るしくみを取り上げた英語の動画(題名は「The Science Of Glow Sticks」) (BrainStuff - HowStuffWorks) 英語の動画です。身近な物のしくみを解説するチャンネル BrainStuff が、題名のとおりケミカルライトの科学を取り上げています。

温めると明るく、冷やすと長持ち

Wikipedia|Glow stickによると、この反応はエネルギーのほとんどを光として出し、熱はほんの少ししか出しません。

温度による違いは、次のとおりです。

1. 温めると:反応が速くなり、短いあいだ明るく光る
2. 冷やすと:反応がゆっくりになり、暗いけれど長く光る

同じページには、光は折った直後がいちばん強く、そのあと弱まっていくとも書かれています。光は途中で消すことができず、1回しか使えません。

Wikipedia によると、ケミカルライトに使われる化合物は、1971年にアメリカン・サイアナミッド社のマイケル・ラウハット(Michael M. Rauhut)が発明しました。もとになったのは、ベル研究所の研究です。

ホタルの光も、同じ仲間

Wikipedia|Chemiluminescenceによると、化学反応で光が出ることを化学発光(chemiluminescence)と言います。これが生き物の体の中で起きると、生物発光(bioluminescence)と呼ばれます。ホタルの光はこちらです。

同じページには、化学発光が犯罪の捜査にも使われてきたことが書かれています。ルミノール(luminol)という薬と過酸化水素を使うと、血液の中の鉄が反応を助け、青い光が約30秒出ます。

中の液を出してはいけない

Compound Interestによると、反応のときに、フェノール(phenol)という物質が少しできることがあります。中の液が肌につくと、かぶれることがあるそうです。だから、ケミカルライトは切って開けないでください。

今度ケミカルライトを使うときは、英文の glow stick と chemical reaction を思い出してみてください。折ってすぐの明るさと、しばらくたってからの明るさを見比べると、反応が少しずつ弱まっていくのが分かります。

確認クイズ

  1. Q1. 本文によると、ケミカルライトを折り曲げると何が起きるか。

  2. Q2. 本文によると、寒いところではケミカルライトの光はどうなるか。

  3. Q3. 本文と合っているものはどれか。

よくある質問

ケミカルライトはなぜ折ると光るのですか。

折ると中の小さなガラス管が割れ、2つの液が混ざって化学反応が起きます。そのエネルギーを色素が受け取り、光として出すからです。

ケミカルライトを冷凍庫に入れると長持ちするのはなぜですか。

冷やすと化学反応がゆっくり進むからです。光は弱くなりますが、そのぶん長く光ります。

ケミカルライトは英語で何と言いますか。

glow stick と言います。化学反応で生まれる光は chemiluminescence(化学発光)と言います。