構造物理化学演習 (20120618) M: 以下は宮本のコメント
10s3001: 
カーボンナノチューブを使用して作られた, 透明で柔軟性にすぐれた圧力センサーがあるようですが, どういった仕組みで圧力に対して反応するのですか? M: ネットの記事には概略も書いてありましたけど?

10s3002: 
密度がかなり大きくなると, 原子核から中性子が溶け出してくるときいたが, 実際にそのようなことはありえるのか. M: 理論上ありうることは, あるんじゃないのかな. っていう話じゃない(?)

10s3003: 
p.213 に「$ x$ ではなく $ \theta$ が物理的に意味のある変数である」とあるが $ x$ には物理的に意味がないのか. M:  $ -1 < x < 1$ という, 級数を用いて微分方程式 (Legendre 方程式) を解く過程で採用される条件による. $ \theta$ ならばこの条件は自然に満たされる. 例えば マージナウ・マーフィ著 物理と化学のための 数学 I, 共立全書, pp.65-75 あたりを参照.

10s3004: 
氷に塩をまぜると温度が下がりますが, これは, 塩により氷の凝固点を下げているんですか? M: それならどんな溶質でも温度低下しそうです. 溶解熱とかも考慮のこと.

10s3005: 
お茶などに添加されているビタミン C はどのようなメカニズムで酸化を防止しているのですか. M: いわゆる抗酸化剤とは, 要するに還元剤のコト.

10s3006: 
「答えが意外なもの」というのは どういうことか. M: ``常識'' で判断してください :-)

10s3007: 
食べ物を可視光下で食べた場合と暗闇で食べた場合では得られるエネルギーに違いはありますか. M: 生物は, 食餌から, どういう形態でのエネルギーを摂取するのか?

10s3008: 
問題 6.28 で $ n = 2$, $ l = 1$ のとき $ m = 0$ と $ m = \pm1$ で 3 種類について考えられると思ったのですが なぜ答えは 1 つなのですか? M: 計算してみれば良いのでは?

10s3009: 
非理想溶液には無〓溶液と正則溶液と実在溶液があるが, どのようにして求められたのか. [〓は判読不能] M: 一部, 読めません. それぞれの定義は?

10s3010: 
極性の低い溶媒により多くの溶質を溶かすにはどうしたらいいでしょうか. M: 溶質に依るのでは?

10s3012: 
温度・圧力などは, 人工的にどこまで下げれるのですか? M: いずれも下限は存在しますネ. どこまで接近できるかということ? 自分で調査してみたの? その結果「自分で調べた範囲では○○まで」じゃダメなの?

10s3013: 
遺跡調査の際に用いられる地中レーダーについてですが, 調査する土壌の性質によって得られるデータはまちまちになってしまうと思います. このような, 土壌の違いによって生じうるブランクを取り除くのには, どのような方法が思いつきますか. M: ``土壌の違いによって生じうるブランク'' って, 何ですか?

10s3014: 
多くの液体で, 温度の上昇とともに屈折率が低下するのはなぜですか? M: 屈折率は, 媒質中の波の速度と関係する. マクスウェル方程式より $ \displaystyle 1 / c_0 = \sqrt{\epsilon_0 \mu_0}$

10s3015: 
高校の時の教科書を見て思ったのですが, 銅と硝酸の反応で濃硝酸だと二酸化炭素が発生し, 希硝酸だと一酸化炭素が発生していましたが, なぜ同じ物質なのに濃度が違うだけでここまで反応が異なるのでしょうか? M: へ〜 (棒読み). 炭素源は??

10s3016: 
t-ブチルアルコールなどの低分子は凝固点降下で分子量を求めることができるのに高分子では分子量を求めることができないのは何故ですか? M: 低分子と高分子との違いは??

10s3017: 
磁石の磁力は失われないのか, 失うのであれば, 少しずつ磁力が弱くなっていって最後には 0 になるのか? M: 磁力の源は? 常磁性と強磁性との違いは?

10s3018: 
天然の脂肪酸の炭素数はなぜ偶数が多いの?? M: 本当に多いのか? 生合成の過程に秘密がある?!

10s3019: 
水素原子は軌道が変わると存在確率はどのように変わりますか. M: 意味不明.``軌道が変わる'' とは, 励起状態か? 化学結合の形成か??

10s3020: 
ヘリウム原子のシュレーディンガー方程式は厳密に解けないとありますが, 他にも解けない原子はありますか? M: なぜ厳密に解けないのか?

10s3021: 
(6.36) で 水素原子と重水素原子の基底状態エネルギーの比から考えると それほど差がないように見えるのだが, 実際は意外と大きいのだろうか? M: (6.36) 式は角運動量演算子だが?!

10s3023: 
GAUSSIAN94, GAMESS, SPARTAN は, 分子の性質の計算できるソフトだと, 教科書で見付けたのですが, それぞれのソフトの特徴は, 何ですか? M: 基本的な量子化学計算については, いずれでも可能. 先端的な計算のできる/できないの違いは, たぶんあるだろう. 著作権者, 開発者, 有償/無償の違いもある.

10s3024: 
(6.32) で「確率密度の和」とありますが, どういう意味ですか. イメージがあまりわかないのですが. M: 言葉通りですけど. ``確率密度'' が何かは, 分かるよネ. で, 量子論で確率密度と言えば…

10s3025: 
Prob をもとめる式が 1s 状態のときのものしか見つけられませんでした. 一般式はどのようなものですか? M: は? 原理を理解して, 自分で考えましょう.

10s3026: 
南極のニュートリノ検出装置で, 1987 年にカミオカンデで観測されたものより 1000 万倍高いエネルギーを持つニュートリノが検出されたそうですが, なぜこのようにエネルギーに大きな差がでるのですか? M: 色々な発生源があるのでしょうね. それを解明するのが研究者の醍醐味.

10s3027: 
pH = 0 のときは, どういう状態か. M: 別に. 定義通り考えたのではダメなのか?

10s3028: 
パソコンのソフトにある物理エンジンを用いた実験等はありますか. M: 自分でやればいいのでは?

10s3029: 
プロトンの静止質量, 電子の静止質量はテキストに書いていますが, 中性子の静止質量は書いていません. 中性子の質量はどうやって求めるのですか. M: へ? 推奨値が CODATA から出てますけど? 理科年表にも載ってるし.

10s3030: 
花火に火をつけた状態で水に入れても消えずに燃え続けることができるときいたのですが酸素がないのに何故こんなことが可能なのですか? M: ロケットは大気圏外でも燃料を燃焼可能ですけど… :-)

10s3031: 
量子テレポーテーションは現在 16 キロメートルの距離で成功しているが, 距離はどこまでのばぜるのか. また限界はあるのか. M: 原理的に距離の制限はあるのか?

10s3032: 
レーダーは電波を飛ばして対象物からの反射波を測定して, 位置を特定するが, ステルス性のある戦闘機はどのようにして, レーダーにうつらないようにしているのか? M: 既に答えを自分で言っているのにネ :-p

10s3033: 
シュレディンガーは粒子として電子を考えたとき $ \displaystyle e\psi^*(x)\psi(x)$ を電荷密度, $ \displaystyle e\psi^*(x)\psi(x)$ を $ x$ と $ x +$   d$ x$ の間にある電荷量であると考えたが, マックスボルンが $ \displaystyle \psi^*(x)\psi(x)$   d$ x$ の解釈をを $ x$ と $ x +$   d$ x$ の間のある場所に粒子が見つかる確率とおきかえたのは何故ですか. M: シュレディンガーの考え方で, 電子以外の粒子の場合をどう扱うのか?

10s3034: 
問題 6.28 で, $ n = 2$, $ l = 1$ の時の波動関数が $ m = 0,\ 1,\ -1$ の 3 つの関数がありますが, $ \displaystyle \langle r \rangle$ を計算する時, どれを使えばよいのですか? M: 10s3008 参照

10s3037: 
無重力空間で火をつけるとどうなりますか. M: 有名な話ですね ;-)

10s3038: 
なぜ 3 つの変数に依存している波動関数 (例えば完全な水素原子波動関数) は図示できないのでしょうか. M: 1 変数の関数を図示するためには, 何次元空間が必要ですか? では 2 変数の場合は?

10s3039: 
6.28 の問題の意外なものという表現は $ n = 2$, $ l = 1$ と $ n = 2$, $ l = 0$ の 2 つの状態の値を比較すればいいんですか? M: 10s3006 参照

10s3040: 
人間が息を吹くときにはーっと吐くと暖かい息が出て, ふーっと吹くと冷たい息が出るのはなぜですか? M: 何点狙いですか?

10s3041: 
ニュートリノの速度測定実験で, 初期条件にミスがあったと聞きました. この実験は今の科学技術で正しくやり直すことができるのでしょうか? M: 記事をちゃんと読んだのでしょうか?

10s3043: 
放射能の単位でバナナ単位というのを見かけたのですが, どういう単位なんでしょうか? M: そこに, 定義は書いていなかったのか? 不適切・不完全な記事ですね.

10s3045: 
ブラックホールが消滅するとき, 蒸発するといいますが, それまで吸収してきたものはどうなるのでしょうか. M: 過去に質量 $ M$ のブラックホールが質量 $ m$ の物体を吸収した. 現在は質量 $ M + m$ のブラックホールか, それとも質量 $ M$ のブラックホールと質量 $ m$ の物体か?

10s3046: 
重力電池とはどのようなものですか? M: 二種類くらいはあるようですね. 重力により電解質溶液が混ざらないダニエル電池の系と, 重力の差で起電力を生じる系らしいが, 本当かなぁ?

10s3047: 
6.28 の問題で, $ \displaystyle \langle r \rangle$ の値を計算するとき積分範囲はどうなりますか? M: 別に. 普通に電子の存在範囲で積分すればいいでしょ. 何が問題なのでしょうか??

10s3048: 
問 6.25 の一般式 $ \displaystyle \langle r_{nl} \rangle = \frac{a_0}{2}[3 n^2 - l(l + 1)]$ は, どのように導出されますか. M: 素直に計算すれば出てくるのでは? ラゲールの陪多項式の扱いが面倒かな.

10s3049: 
モル濃度は溶液をもとに, 質量モル濃度は溶媒をもとに定義されていますが, なぜ, 前者と後者で溶液もしくは溶媒に統一せずに定義しなかったのだろうか. M: モル濃度に依存する現象と, 質量モル濃度に依存する現象とが, それぞれあったのでしょう.

10s3050: 
有機化合物に光が吸収されて電子遷移が起きた場合, その化合物の屈折率は変化するのでしょうか? M: 電子励起状態にある分子は, 当然, 基底状態にある分子とは性質を異にしている.

09s3001: 
p.274 より, 2 次の永年方程式から $ E$ の値が 2 つ得られるが, このうちの大きい方に物理的な意味はないのでしょうか. M: p.277 は読んでない?

09s3004: 
摂動論と変分法は どのように使い分けるのですか. M: それぞれの特徴は? 前提条件は?

09s3006: 
金属アレルギーは鉄などが汗で溶けてイオンとなり, 炎症がおきますが, 食べ物から摂取する鉄分とはどう異なるため, 炎症が起こってしまうのですか. M: 鉄イオン (金属イオン) の性質に差はあるのか? イオンが出会う細胞等は?

09s3007: 
``厳密には解けない'' とされている式でも $ =$[ルビでイコール] は信用できるものなのですか. M: 実数を適当な桁で丸めて $ x = \sqrt{2} = 1.414$ と書くのは信用できない??

09s3016: 
教 p.263 「近似的方法を使うことによってシュレーディンガー方程式をほとんど望みの精度で解くことができる」とありますが, ``望みの精度'' とは どの程度なのでしょうか. M: あなたは, どの程度の精度を望みますか?

09s3018: 
採点者の採点の仕方も評価の対象になっているのでしょうか? M: 現在の所は, なっていません.

09s3019: 
地震などの災害を利用し, エネルギーにへんかんする事は可能だと思いますか? M: ``災害'' を, どう利用するのでしょうか?

09s3020: 
p.236 の表 6.6 の値は, どのように求められたのですか. M: 別に. 普通に計算して出てきませんか?

09s3022: 
機械的強度や耐熱性に優れた繊維をスーパー繊維というそうですが, スーパー繊維には具体的な基準はあるのですか? M: 繊維かどうかの基準は, 誰が決めるのでしょうか?

09s3025: 
電子を固定することは可能なのか. M: 挑戦してはいかがか?

09s3026: 
T 字型の撹拌棒を回転させて せん断応力を計算するとき, せん断速度を撹拌棒の周速度の値を使って計算してもいいのですか? M: ずいぶんと専門的なことを聞きますネ. それって, 面白いの?

09s3027: 
ウンゼルトの定理とは どのように発見されたのですか. M: ウンゼルトに聞いてみたらいかがか :-p

09s3040: 
問題 6.28 の「これらの答えは意外なものか」とはどういうことですか. もし意外なものならば, それはなぜですか. M: 言葉通りですが. 意外かどうかとその理由は, 問題の答えですネ. 10s3006 参照.

09s3041: 
落雷はなぜ直線で地面に落ちないのか. M: 川はなぜ直線で海にそそがないのか.

09s3044: 
化学反応は電子が 2 つ移動する極性反応が多いですが なぜ 2 つだと移動しやすいのですか. M: 本当に多いのか? 二つだと移動しやすいのか?

08s3050: 
原子の中に宇宙は存在しうるか. M: 禅の考案ですか?

07s3050: 
量子力学が必要とされた理由はなんなのでしょうか? M: 教科書第一章を読んだらいかがか.


Ryo MIYAMOTO, 2012-07-24