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  • If you ever find yourself gazing at falling snow,

    降る雪を見つめていることがあったら、

  • why not catch a few snowflakes on your glove and examine their shapes?

    手袋で雪片を捕まえて、形をしっかりと見たらどうだろう?

  • You might notice that they look symmetrical, and if you look closely, you'll see they have six sides.

    左右対称であることに気づくかもしれない。

  • You could say a snowflake is simply frozen water,

    もっと近づいて見たら、

  • but compare one with an ice cube from the freezer,

    6片あるのが分かる。

  • and you'll realize they're very different things.

    雪片はただ、凍った水だと言うこともできるが、

  • Unlike ice cubes, formed when liquid freezes into a solid,

    冷凍庫から出した氷と比べてごらん。

  • snowflakes form when water vapor turns straight into ice.

    その2つは全然違うと気づくだろう。

  • But that still doesn't explain why snowflakes have six sides.

    液体が固体になる時に形作られる氷と違って、

  • To understand that,

    雪片は水蒸気がすぐに氷に変わる時にできる。

  • we need to delve deeper into the physics of water.

    しかし、それはなぜ雪片が6片あるのかという説明にはならない。

  • Water is made out of two hydrogen atoms and one oxygen atom.

    理解するには、

  • A single water molecule thus has ten protons and ten electrons,

    水の物理学に深く理解する必要がある。

  • eight from oxygen and one from each hydrogen atom.

    水は2つの水素と1つの酸素から構成される。

  • The two electrons from oxygen's outer shell are shared with two electrons from both hydrogens as they bond together,

    単一の水分子は10の陽子と10の電子を持っていて、

  • and the remaining four outer shell electrons from oxygen form two pairs.

    8つは酸素から、水素からそれぞれ1つずつ。

  • We call the bonds between these atoms covalent bonds.

    酸素の外殻にある2つの電子は両方の水素からくる2つの電子と結びつきながら共有される。

  • The pairs of electrons are all negatively charged.

    そして、残される4つの酸素の外殻電子は2ペアになる。

  • Similar charges repel,

    元素間のこの結びつきを共有結合と呼ぶ。

  • so they tend to stay as far away from each other as possible.

    電子のペアは全て負電荷をもつ。

  • The pairs form four electron clouds,

    同じ電荷が反発するので、

  • two of which are where the hydrogen and oxygen share electrons.

    できる限り離れようとする傾向がある。

  • The repulsion between the unbonded pairs is even stronger than repulsion between the shared pairs,

    ペアは4つの電子雲を形成する。

  • so the two hydrogens get pushed a little further to an angle of 104.5 degrees.

    そのうちの2つは水素と酸素が電子を共有するところだ。

  • The water molecule as a whole is electrically neutral,

    結びついていないペアの間反発力は共有されたペアの間よりも強い。

  • but oxygen gets a larger share of electrons,

    そのため、水素は104.5度の角度まで押される。

  • making it slightly negative and the hydrogens slightly positive.

    水分子は全体で電気的に中性だが、

  • Due to its negative charge,

    酸素は大部分の電子を得る。

  • the oxygen in one molecule is attracted to the positive charge of the hydrogen in another molecule.

    そのため少し負になって、水素は少し陽になる。

  • And so a weak bond between the two molecules,

    負電荷により、

  • called a hydrogen bond, is formed.

    1つの分子にある酸素は別の分子の陽負荷に引きつけられる。

  • When water freezes, this bonding occurs on repeat,

    そして2つの分子の間は弱い結びつきで、

  • ultimately forming a hexagonal structure

    水素結合と呼ばれるものが形成される。

  • due to the angle between hydrogens and oxygen within each molecule.

    水が氷るとき、この結びつきが反復して起こり、

  • This is the seed of a snowflake,

    最終的に六角形を形成する。

  • and it retains a hexagonal shape as it grows.

    それぞれの分子内での水素と酸素の角度によって。

  • As the snowflake moves through the air,

    これが雪片の種で、

  • water vapor molecules stick to the six sharp edges

    成長しながら六角形の形を保つ。

  • and expand the snowflake outwards, bit by bit.

    雪片が空気中を動くにつれて、

  • A snowflake's developing shape depends on atmospheric conditions,

    水蒸気の分子が6つの鋭利な端にひっついて、

  • like humidity and temperature.

    雪片を外側へ広げていく。少しずつ。

  • As a snowflake falls,

    雪片が形を作っていくのは、湿度や天気のように

  • changes in weather conditions can affect how it grows,

    大気条件によるものだ。

  • and even small differences in the paths two snowflakes take will differentiate their shapes.

    雪片が落ちるにつれて、

  • However, since conditions at the six sharp edges of one snowflake are similar,

    天候の変化がどのように成長するかに影響する。

  • a symmetric snowflake can grow.

    そしてその過程で、たとえ2つの雪片の違いはどんな少ないでも異なる形を作り出す。

  • Weather conditions affect snow on the ground, as well.

    しかしながら、1つの雪片の6つの鋭利な端の状態は似ているので、

  • Warmer ground temperatures produce a wetter snow that is easier to pack

    左右対称的な雪片ができる。

  • because liquid water molecules help snowflakes stick to each other.

    天候は地面の雪にも影響する。

  • Melted snow also plays a critical role in another wintry activity, skiing.

    地面が温かいと、詰めやすい濡れた雪をうむ。

  • Completely dry snow is very difficult to ski on,

    なぜなら液体の水分子は雪片が互いにひっつくことを助けるから。

  • because there's too much friction between the jagged snowflakes and the ski surface.

    溶けた雪は冬の活動、スキーで重要な役割を果たす。

  • So what's happening is that as skis move,

    完全に乾いた雪はスキーをするには難しい。

  • they rub the surface of the snow and warm it up,

    鋭い雪片とスキー板の表面で起こる摩擦が多いからだ。

  • creating a thin layer of water, which helps them slide along.

    何が起こっているのかというと、スキー板が動くにつれて、

  • So technically, it's not really snow skiing,

    雪の表面をこすり、温めて、

  • but water skiing.

    水の薄い膜を作る。それで滑りやすくなる。

  • But it is true that no matter how hard you look,

    だから本当は雪でスキーするではなく、

  • you're almost definitely not going to find two identical snowflakes,

    水でスキーするなのだ。

  • and that's a mystery that scientists are still trying to solve,

    しかしどれだけ頑張ったとしても、

  • though we know that it has to do with the many possible branching points in snowflake formation,

    2つの全く同一の雪片を見つけることはほぼ不可能だ。

  • and the differences in temperature and humidity,

    それは科学者が解決しようとしているミステリーでもある。

  • and while we wait for the answer,

    それは雪片の形成で多くの枝分かれ部位と

  • we can enjoy watching these tiny fractals falling from the sky.

    気温や湿度の変化に関係があると知っていても。

If you ever find yourself gazing at falling snow,

降る雪を見つめていることがあったら、

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【TED-Ed】雪片の秘密(The science of snowflakes - Maruša Bradač)

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    Yun Ting に公開 2018 年 02 月 10 日
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