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Format: Layer, Start, End, Style, Name, MarginL, MarginR, MarginV, Effect, Text
Dialogue: 0,0:00:08.05,0:00:10.70,Default,,0000,0000,0000,,これは砂糖の結晶です
Dialogue: 0,0:00:10.70,0:00:14.49,Default,,0000,0000,0000,,圧力を加えると\Nなんと自身で電気を生成します
Dialogue: 0,0:00:14.49,0:00:17.80,Default,,0000,0000,0000,,こんな単純な結晶がなぜ\N小さな動力源のような働きをするのでしょう
Dialogue: 0,0:00:17.80,0:00:20.39,Default,,0000,0000,0000,,砂糖には 圧電効果があるからです
Dialogue: 0,0:00:20.39,0:00:23.15,Default,,0000,0000,0000,,圧電体は機械的応力 例えば
Dialogue: 0,0:00:23.15,0:00:24.33,Default,,0000,0000,0000,,圧力や
Dialogue: 0,0:00:24.33,0:00:25.19,Default,,0000,0000,0000,,音波や
Dialogue: 0,0:00:25.19,0:00:26.25,Default,,0000,0000,0000,,その他の振動などを
Dialogue: 0,0:00:26.25,0:00:28.75,Default,,0000,0000,0000,,電気に変えます\N逆も成り立ちます
Dialogue: 0,0:00:28.75,0:00:30.82,Default,,0000,0000,0000,,この奇妙な現象を最初に発見したのは
Dialogue: 0,0:00:30.82,0:00:34.97,Default,,0000,0000,0000,,1880年 物理学者ピエール・キュリーと\Nその兄ジャックでした
Dialogue: 0,0:00:34.97,0:00:38.66,Default,,0000,0000,0000,,特定の結晶の薄切りを圧迫すると
Dialogue: 0,0:00:38.66,0:00:43.02,Default,,0000,0000,0000,,正と負の電荷が対面に現れることを\N発見したのです
Dialogue: 0,0:00:43.02,0:00:45.43,Default,,0000,0000,0000,,この電荷の差 つまり電圧が生じ
Dialogue: 0,0:00:45.43,0:00:48.93,Default,,0000,0000,0000,,圧迫された結晶が 回路内に電流を\N流せることを意味していました
Dialogue: 0,0:00:48.93,0:00:50.39,Default,,0000,0000,0000,,電池のようにです
Dialogue: 0,0:00:50.39,0:00:52.72,Default,,0000,0000,0000,,そして順序が逆でも 機能しました
Dialogue: 0,0:00:52.72,0:00:56.79,Default,,0000,0000,0000,,これらの結晶に電気を流すと\N変形したのです
Dialogue: 0,0:00:56.79,0:00:57.98,Default,,0000,0000,0000,,これら両方の
Dialogue: 0,0:00:57.98,0:01:00.77,Default,,0000,0000,0000,,力学的エネルギーを電気エネルギーに
Dialogue: 0,0:01:00.77,0:01:03.16,Default,,0000,0000,0000,,電気エネルギーを力学的なものに変える結果は
Dialogue: 0,0:01:03.16,0:01:04.70,Default,,0000,0000,0000,,特筆すべきものでした
Dialogue: 0,0:01:04.70,0:01:08.15,Default,,0000,0000,0000,,ですがこの発見は 何十年も\N日の目を見ませんでした
Dialogue: 0,0:01:08.15,0:01:11.15,Default,,0000,0000,0000,,最初の応用は 第一次世界大戦中
Dialogue: 0,0:01:11.15,0:01:14.65,Default,,0000,0000,0000,,ドイツの潜水艦を発見するためのソナーでした
Dialogue: 0,0:01:14.65,0:01:17.46,Default,,0000,0000,0000,,ソナーの発信機の中の圧電水晶は
Dialogue: 0,0:01:17.46,0:01:21.46,Default,,0000,0000,0000,,交流電圧を加えると振動しました
Dialogue: 0,0:01:21.46,0:01:23.95,Default,,0000,0000,0000,,これが水中に超音波を送りました
Dialogue: 0,0:01:23.95,0:01:27.18,Default,,0000,0000,0000,,この超音波が物体から跳ね返るのに\Nかかった時間を測ることで
Dialogue: 0,0:01:27.18,0:01:29.85,Default,,0000,0000,0000,,その物体までの距離が明らかになりました
Dialogue: 0,0:01:29.85,0:01:31.53,Default,,0000,0000,0000,,力学的エネルギーを電気的なものに変える
Dialogue: 0,0:01:31.53,0:01:34.01,Default,,0000,0000,0000,,逆の変換については
Dialogue: 0,0:01:34.01,0:01:36.83,Default,,0000,0000,0000,,手を叩くと点灯するライトを考えてみましょう
Dialogue: 0,0:01:36.83,0:01:39.54,Default,,0000,0000,0000,,手を叩くことで空気中に音波振動が送られ
Dialogue: 0,0:01:39.54,0:01:43.19,Default,,0000,0000,0000,,圧電素子を前後にたわませることになります
Dialogue: 0,0:01:43.19,0:01:46.88,Default,,0000,0000,0000,,これでLEDの点灯に十分な電流が流せる\N電圧が発生します
Dialogue: 0,0:01:46.88,0:01:50.42,Default,,0000,0000,0000,,ただし 電圧を維持するのは\N既存の電源ですが
Dialogue: 0,0:01:50.42,0:01:53.51,Default,,0000,0000,0000,,では 物質が圧電効果を持つ理由は何でしょう
Dialogue: 0,0:01:53.51,0:01:55.75,Default,,0000,0000,0000,,答えは２つの要因で決まります：
Dialogue: 0,0:01:55.75,0:01:57.59,Default,,0000,0000,0000,,物質の原子構造と
Dialogue: 0,0:01:57.59,0:02:00.97,Default,,0000,0000,0000,,その中で電荷がどのように分布しているかです
Dialogue: 0,0:02:00.97,0:02:02.69,Default,,0000,0000,0000,,多くの物質は結晶体です
Dialogue: 0,0:02:02.69,0:02:04.50,Default,,0000,0000,0000,,つまり 原子またはイオンが
Dialogue: 0,0:02:04.50,0:02:07.63,Default,,0000,0000,0000,,秩序正しく三次元立体構造の中に\N配列されているのです
Dialogue: 0,0:02:07.63,0:02:10.46,Default,,0000,0000,0000,,その構造は 何度も繰り返す\N単位格子という
Dialogue: 0,0:02:10.46,0:02:12.73,Default,,0000,0000,0000,,構成要素を有しています
Dialogue: 0,0:02:12.73,0:02:15.56,Default,,0000,0000,0000,,ほとんどの非圧電性結晶物質では
Dialogue: 0,0:02:15.56,0:02:18.61,Default,,0000,0000,0000,,単位格子内の原子は 中心点の周りに
Dialogue: 0,0:02:18.61,0:02:20.47,Default,,0000,0000,0000,,対称的に分布しています
Dialogue: 0,0:02:20.47,0:02:23.95,Default,,0000,0000,0000,,ですが 対称中心を持たない結晶物質があり
Dialogue: 0,0:02:23.95,0:02:27.10,Default,,0000,0000,0000,,それが圧電気の候補となります
Dialogue: 0,0:02:27.10,0:02:28.52,Default,,0000,0000,0000,,水晶を見てみましょう
Dialogue: 0,0:02:28.52,0:02:32.07,Default,,0000,0000,0000,,ケイ素と酸素で構成されている圧電体です
Dialogue: 0,0:02:32.07,0:02:36.72,Default,,0000,0000,0000,,酸素はわずかに負電荷を\Nケイ素は正電荷を有するため
Dialogue: 0,0:02:36.72,0:02:38.25,Default,,0000,0000,0000,,電荷の分離 つまり
Dialogue: 0,0:02:38.25,0:02:41.14,Default,,0000,0000,0000,,各結合に沿った双極子を生成します
Dialogue: 0,0:02:41.14,0:02:43.57,Default,,0000,0000,0000,,通常 これら双極子は互いに打ち消し合うので
Dialogue: 0,0:02:43.57,0:02:46.59,Default,,0000,0000,0000,,単位格子中では正味の電荷分離は起こりません
Dialogue: 0,0:02:46.59,0:02:49.57,Default,,0000,0000,0000,,ですが 水晶が一定の方向に圧迫された場合
Dialogue: 0,0:02:49.57,0:02:51.38,Default,,0000,0000,0000,,原子は変化します
Dialogue: 0,0:02:51.38,0:02:54.13,Default,,0000,0000,0000,,電荷分布が非対称となってしまうため
Dialogue: 0,0:02:54.13,0:02:56.91,Default,,0000,0000,0000,,双極子は互いに打ち消し合えなくなるのです
Dialogue: 0,0:02:56.91,0:03:00.46,Default,,0000,0000,0000,,伸縮した格子は 片側では正味の負電荷に
Dialogue: 0,0:03:00.46,0:03:03.13,Default,,0000,0000,0000,,他方では正味の正電荷になってしまいます
Dialogue: 0,0:03:03.13,0:03:06.28,Default,,0000,0000,0000,,この電荷の不均衡が物質全体で繰り返され
Dialogue: 0,0:03:06.28,0:03:09.94,Default,,0000,0000,0000,,相反する電荷が結晶の対面に集まります
Dialogue: 0,0:03:09.94,0:03:13.87,Default,,0000,0000,0000,,この結果 回路中に電流を通せる電圧が\Nもたらされるのです
Dialogue: 0,0:03:13.87,0:03:16.91,Default,,0000,0000,0000,,圧電体それぞれの構造は異なりますが
Dialogue: 0,0:03:16.91,0:03:21.52,Default,,0000,0000,0000,,対称中心がない単位格子を\N持つという共通点があります
Dialogue: 0,0:03:21.52,0:03:24.35,Default,,0000,0000,0000,,そして 圧電体への圧迫が強ければ強いほど
Dialogue: 0,0:03:24.35,0:03:26.74,Default,,0000,0000,0000,,生じる電圧は大きくなります
Dialogue: 0,0:03:26.74,0:03:29.96,Default,,0000,0000,0000,,代わりに結晶を引き延ばすと \N電圧が切り替わり
Dialogue: 0,0:03:29.96,0:03:32.24,Default,,0000,0000,0000,,逆方向に電流が流れます
Dialogue: 0,0:03:32.24,0:03:35.62,Default,,0000,0000,0000,,圧電効果を持つ物質は\N想像以上にたくさん存在します
Dialogue: 0,0:03:35.62,0:03:36.66,Default,,0000,0000,0000,,DNAや
Dialogue: 0,0:03:36.66,0:03:37.40,Default,,0000,0000,0000,,骨や
Dialogue: 0,0:03:37.40,0:03:38.27,Default,,0000,0000,0000,,シルク
Dialogue: 0,0:03:38.27,0:03:42.43,Default,,0000,0000,0000,,これらはすべて 力学的エネルギーを\N電気エネルギーに変換できます
Dialogue: 0,0:03:42.43,0:03:45.90,Default,,0000,0000,0000,,科学者達は様々な合成圧電体を創り出し
Dialogue: 0,0:03:45.90,0:03:49.33,Default,,0000,0000,0000,,医用画像からインクジェットプリンターまで
Dialogue: 0,0:03:49.33,0:03:51.54,Default,,0000,0000,0000,,あらゆるものへ応用してきました
Dialogue: 0,0:03:51.54,0:03:54.84,Default,,0000,0000,0000,,圧電気により水晶は周期的に振動します
Dialogue: 0,0:03:54.84,0:03:57.98,Default,,0000,0000,0000,,これにより時計の時間が正確に保たれます
Dialogue: 0,0:03:57.98,0:03:59.85,Default,,0000,0000,0000,,他にも 誕生日カードのスピーカーや
Dialogue: 0,0:03:59.85,0:04:03.00,Default,,0000,0000,0000,,カチッとスイッチを入れると\NBBQ用ライターのガスが発火する
Dialogue: 0,0:04:03.00,0:04:05.12,Default,,0000,0000,0000,,火花の要因でもあります
Dialogue: 0,0:04:05.12,0:04:08.35,Default,,0000,0000,0000,,圧電素子は今後さらに一般的になるでしょう
Dialogue: 0,0:04:08.35,0:04:12.99,Default,,0000,0000,0000,,電気の需要は高く 力学的エネルギーは\N豊富なのですから
Dialogue: 0,0:04:12.99,0:04:15.94,Default,,0000,0000,0000,,もうすでに 乗客の足取りを
Dialogue: 0,0:04:15.94,0:04:18.48,Default,,0000,0000,0000,,自動改札の電力に利用している駅や
Dialogue: 0,0:04:18.48,0:04:22.10,Default,,0000,0000,0000,,圧電気でライトを灯す動力にしている\Nダンスクラブがあります
Dialogue: 0,0:04:22.10,0:04:25.35,Default,,0000,0000,0000,,バスケットボール選手が走り回れば\Nスコアボードの動力になるでしょうか
Dialogue: 0,0:04:25.35,0:04:28.67,Default,,0000,0000,0000,,街を歩けば 電子機器に充電が\N出来るようになるでしょうか
Dialogue: 0,0:04:28.67,0:04:31.24,Default,,0000,0000,0000,,圧電気の今後やいかに？