電気が流れている。
電気が来てる。
電気が止まった。
よくこんなことを言うけれど、そもそも電気って何でしょう。
来るだの止まるだの流れるだの。
(ここで止まるとは慣用的な表現でしょうけれど置いといて)
様々な動詞でもって表現されますが、実態は何なんでしょうね。
姿があるものなのか、かたいのかやわいのか。それとも概念的な存在なのか。
この章では電気の正体を復習します。
wikiで「電気」を調べてみると、
電気（でんき、英: electricity）は、電荷の移動や相互作用で起こる様々な物理現象の総称。
……なるほど。わかったようなわからないような。
とりあえず、「電荷」というものが何かした結果見られる現象そのものが、普段我々が口にしている「電気」ということのようです。
じゃあ電荷って何でしょう。これもwikiで検索してみましょう。
電荷（でんか、英: electric charge）は、その周辺の空間を電場（電界）に変化させる性質のことであり……
(中略)
電荷は、電磁気現象を引き起こす源である。
電荷の量によって、ある物体が電磁場や他の電荷から受ける力の大きさが決まる。
電荷の量は正または負の値を取りうる。
(中略)の直後の文章が私なりにピンときた部分です。
私なりの理解は、電荷とは電気的なチカラの源のことです。
（適切な表現ではないかもしれませんがイメージを掴むためにあえてここではそう表現します。）
このチカラの源＝電荷を持った物体が移動したり何かすることで起きる現象が電気的現象で、電荷の量が多いほど起こる電気的な事象の強度が大きくなります。
イメージが伝わっているでしょうか。
参考文献においても使われている例ですが、水がイメージしやすいかもしれません。
水滴が電荷をもった物体だとして、水滴が寄せ集まれば集まるほど移動したとき (流れたとき) の周囲への影響力が強い。水の量が大きくなれば、小川から大きな川になって……のようなイメージです。
あるいはドラゴンボールの気とか？笑
手のひらサイズの小さな気弾より、たくさんの気が集まった元気玉の方が強い、みたいな、そんなイメージです。 (あくまでイメージを掴むためのものとして参考程度に)
この電荷というやつはすべての物体が持っています。
原子、すなわち原子核と電子が持っています。
原子核が正 (プラス) の電荷を、電子が負 (マイナス) の電荷を持っていて両者は等量であるために、ちょうど打ち消しあって原子の外に対して電気的な影響を及ぼしません。
異種の電荷を持った物体にはお互いに引き寄せあう力 (吸引力) が働くという性質を持っています。
原子核と電子の場合もそうで、正の電荷を持った原子核に負の電荷を持った電子が引き寄せられているので、(外的要因が無ければ)電子が原子核を離れてしまうことがない、すなわち原子の外から見たときに両者の電荷が打ち消しあった状態が保たれているわけです。
余談ですが、この均衡は案外簡単に崩れたりもします。
特に原子核に対して遠いところを周回している電子は、原子核から遠いので吸引力が弱く、外からのちょっとしたちょっかいで原子の外に飛び出していきます。
例えば摩擦。下敷きを髪にこすって持ち上げると、髪が下敷きにくっつく現象がありますが、あれは摩擦により、髪を構成する原子中の電子が原子の外に飛び出して下敷きに移ることによって起きている現象です。
電子が飛び出していった髪を構成する原子は、本来あるはずの電子をいくつか失った状態なので、電荷の均衡が崩れ、正の電荷を持った状態になります。一方で下敷きの方は余分に電子を持っている状態なので、負の電荷を持った状態になります。そのため、髪と下敷きは異種の電荷を持った状態になって、吸引力が働いているというわけです。
電荷について記述してきましたが、これを踏まえタイトルに戻りましょう。
電気とは何か。
――それは電荷を持った物体が何かすることで起きる事象です。
非常にざっくりですが、まさにこうなんです。
特に放電現象を見ると、まさに電荷が活躍しているだなぁと感じるのです。
電池だって電気だし、電灯だって電気だし、静電気だって電気だし、雷だって電気だし、先ほど挙げた下敷きと髪のやつだって電気 (これも静電気か) なので、 「電気」という単語だけでとらえようとすると、非常に広い範囲で多種多様な現象が起こっているように見えて、「電気」の正体がいったい何なのかとわかりにくくなりますが、結局その大本は電荷です。
電荷をため込んでいるのが電池ですし、電荷を流して――すなわち電流を流して発光素子を機能させている(白熱電灯ならフィラメントを加熱させている)のが電灯ですし、静電気だって摩擦によって物体中の正負の電荷の均衡が崩れた結果ですし、雷だって空気の中を電荷が移動している現象です。
そう考えると、意外とシンプル。
逆に、シンプルなわりに起こる事象が多種多様で面白い、そんな感覚すら覚えます。
故に電気って難しいんですけどね。
何年も勉強してきましたが (今は知識が抜け落ちてしまっているんですけど) 、勉強すればするほど「なんて底の見えない学問なんだ」と感じたものです。どの学問もそうですが。
その底の見えなさに、尻込みしそうではありますが、難しいからこそやりがいがある。そう前向きに捉えられるようになったのはきっと――やりがい搾取という訓練のおかげですかね。いえ、冗談です。
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