見えない電位を立体で捉える！ランチボックスの蓋で作る驚きの科学工作
サイエンストレーナーの桑子研です。毎日が実験。
電気の世界は目に見えませんが、もしそれが見えるようになったら、どんな景色が広がっているでしょうか？物理の授業で登場する「電位」という概念は、教科書の平面的な図だけではなかなか実感が湧きにくいものです。そこで今回は、身近にある意外な材料を使って、目に見えない電気の勢力図を「見える化」する画期的な方法をご紹介します。
お弁当の蓋が科学の窓になる？驚きの3D電位モデル
今回、電位の立体モデル（3Dモデル）を作成するために使用したのは、なんとお弁当の蓋です。コンビニやスーパーでよく見かける透明な蓋をたくさん用意し、それを重ねることで「高さ」を表現しました。ホームセンターなどに行くと蓋だけが売られていることがありますよね。
作り方はとてもシンプルです。まず、等電位面（同じ高さの電位を結んだ面）を透明な蓋にそれぞれ書き込んでいきます。お弁当の蓋は透明でスタッキングしやすいため、重ねるだけで簡単に立体的な構造を観察できる、優れた実験教材になるのです。
「正確さ」がイメージを研ぎ澄ます
手作りとはいえ、科学的な正確さにはこだわっています。等電位面の模様は、パソコンのソフトGrapherを使用して計算し、出力しました。地図の「等高線」が山の形を教えてくれるように、等電位面を正確に描くことで、電位の「山」や「谷」が鮮明に浮かび上がってきます。
電気の「山」を転がるボールを想像してみよう
今回は、正の電荷を２つ置いた時の様子を3Dモデルで再現しました。これは、例えるなら「２つの大きな山が並んでいる地形」のようなものです。物理の入試問題などで、「２つの電荷の中央付近に試験電荷を置いて、わずかにずらして手を離すとどうなるか？」という問いがよく出されます。このモデルがあれば、その答えも直感的に理解できます。
例えば、x軸方向に少しずらせば、山に挟まれた谷間を往復する単振動のような動きになります。逆に、y軸方向にずらせば、山から滑り落ちていくように加速して離れていきます。等電位面を立体としてイメージできれば、数式だけでなく、現象そのものを肌で感じることができるのです。
逆転の発想で見えてくる負の世界
このモデルの面白いところは、「ひっくり返す」ことで別の現象を表現できる点です。
正の電荷が作る「山」をひっくり返せば、それは負の電荷が作る「深い穴（谷）」になります。
こちらは電荷が一つのとき（負）。底なしの穴のようですね。
蓋全体をひっくり返せば、空高くそびえる正の電荷の山になります。
日常にある何気ない材料でも、工夫次第で高度な物理の概念を伝える強力なツールに変わります。皆さんも、身の回りのものを「科学の目」で見つめ直してみませんか？
お問い合わせ・ご依頼について
科学の不思議やおもしろさをもっと身近に！自宅でできる楽しい科学実験や、そのコツをわかりやすくまとめています。いろいろ検索してみてください！
・科学のネタ帳の内容が本になりました。詳しくはこちら
・運営者の桑子研についてはこちら
・各種ご依頼（執筆・講演・実験教室・TV監修・出演など）はこちら
・記事の更新情報はXで配信中！
科学のネタチャンネルでは実験動画を配信中！
４月のイチオシ実験！
- 光の魔法CMYウォーターキューブ：光の魔法を体験せよ！水を注ぐと新たな立方体が出現する魔法のような実験です。
テレビ番組・科学監修等のお知らせ
- 4月9日（木）「THE突破ファイル」（日本テレビ ）の科学監修を行いました。夜7時〜となります。
書籍のお知らせ
- サクセス15 ４月号にて、野球の科学について記事を執筆しました（2026/3）
- 『大人のための高校物理復習帳』（講談社）…一般向けに日常の物理について公式を元に紐解きました。特設サイトでは実験を多数紹介しています。※増刷がかかり６刷となりました（2026/02/01）
- 『きめる!共通テスト 物理基礎 改訂版』（学研）… 高校物理の参考書です。イラストを多くしてイメージが持てるように描きました。授業についていけない、物理が苦手、そんな生徒におすすめです。特設サイトはこちら。
講師・ショー・研究等のお知らせ
- 3/20（金） 日本理科教育学会オンライン全国大会2026「慣性の法則の概念形成を目指した探究的な学びの実践」について発表しました。
- 6/14（日） 千葉大学インスタレーション「探究」にて講師を務めます
- 7/18（土） 教員向け実験講習会「ナリカカサイエンスアカデミー」の講師をします。お会いしましょう。
- 10/10（土） 秘密兵器「帯電ガン」が炸裂！ビリビリ！ドキドキ！静電気サイエンスショー＠千葉市科学フェスタ（午後予定）
- 各種SNS X(Twitter)／instagram／Facebook／BlueSky／Threads
Explore
- 楽しい実験…お子さんと一緒に夢中になれるイチオシの科学実験を多数紹介しています。また、高校物理の理解を深めるための動画教材も用意しました。
- 理科の教材… 理科教師をバックアップ！授業の質を高め、準備を効率化するための選りすぐりの教材を紹介しています。
- Youtube…科学実験等の動画を配信しています。
- 科学ラジオ …科学トピックをほぼ毎日配信中！AI技術を駆使して作成した「耳で楽しむ科学」をお届けします。
- 講演 …全国各地で実験講習会・サイエンスショー等を行っています。
- About …「科学のネタ帳」のコンセプトや、運営者である桑子研のプロフィール・想いをまとめています。
- お問い合わせ …実験教室のご依頼、執筆・講演の相談、科学監修等はこちらのフォームからお寄せください。
- 【科学監修】炭酸缶を振っちゃった！デコピン裏技は本当に効く？1,000本のビールで試した科学の結論「教科書で習ったアレ」（テレビ朝日）
- たった1つで七変化？３色LEDで「光の三原色」を手のひら実験！
- マツボックリはどこから来る？マツの花と種の秘密を探る観察授業！（中１ 生物）
- 準備ラクラク！水煮缶・冷凍アサリの解剖で無脊椎動物のヒミツに迫る！（ワークシート付）
- くるっと回して飛ばすだけ！科学の力で飛ぶ「ジャイロ飛行機」の作り方
- 科学か、それとも手品か？驚愕の付録「ジャイロドラ」で学ぶ物理の不思議（ジャイロ効果）
- 教科書を超えた発見を！Geogebraで挑む、ワクワクが止まらない波の干渉実験室
- 葉っぱの裏に隠された秘密の口？スマホで撮る鮮明すぎる気孔観察ガイド（ムラサキツユクサ）
- 電気の「高さ」が見えてくる！？キルヒホッフの法則を3Dで攻略しよう（高校 物理 教材）
