構造物理化学I (20130427) M: 以下は宮本のコメント
12s3001: 
$ \displaystyle E_n = -\frac{m_\text{e} e^4}{8 \varepsilon_0^2 h^2} \cdot \frac{1}{n^2}$ という式について教科書にはこの負の符号により水素原子のエネルギー状態は電子が束ばくされている状態とあったが 束ばくされているとは つまりどういうことなのか? // モーズリーの法則について, 電子をあてた時のき線の振動数をはかるとあるが そのあてる金属もしくは他の原子にはもともと X 線があるのか, それとも電子と何らかの反応をして発生したものなのか? M: ``束縛'' の意味を調べればいいのでは? // ``原子にもともと X 線がある'' とは, ずいぶん奇妙な考え方だね. 発生原理を調べてみればいいのでは?

12s3002: 
光の波動と粒子の二重性でのドブローイの推察がかなり奇妙であると書かれているが どの点で奇妙なのか? // ハイゼンベルグの不確定性原理がボーア理論と矛盾することがなぜやっかいなのか? // 量子論がシュレーディンガー方程式を習慣的に用いているのはなぜか? M: (奇妙でない) 普通とは? // 矛盾する二つの理論は両立するか? // 勉強してみればわかるのでは?

12s3003: 
ボーア理論をなぜ, ヘリウムのような 2 電子系に拡張することができなかったのか? M: 自分で拡張を試みてみればいいのでは?

12s3004: 
原子や分子が励起状態で存在し続けることはできるのか? M: 自発的に状態が変わるのは, どの向き?

12s3005: 
授業で電子顕微鏡について言っていたが 電子を原子などに当てて得た情報をどのように受けとって, どうやって像をむすんでいるのか. M: メーカーに聞けばいいのでは :-p

12s3006: 
電子顕微鏡以外に電子の波動性を利用したものはありますか? また光より波の小さいものなら電子以外でも可能か? M: 中性子線回折というものもある

12s3007: 
s 軌道などの電子軌道とボーア模型では電子の取りあつかい方がちがいますが 考え方が別なだけでどちらが正しいというわけではないのでしょうか. M: 正しい考え方は, どちらか?

12s3008: 
日常の現象でもプランク定数を考えなければ説明できない場合はありますか. // 小さいものを見るときにより波長の短い顕微鏡を用いるのはなぜですか. M: 「身の回りにで見られる量子力学的現象」を探してみよう :-) // 観察対象と光の波長が同程度だと, 何が起こるか? 幾何光学の前提条件は?

12s3009: 
モーズリーの法則での特性 X 線というのは一般的に言われている X 線とは別のものなのですか. M: ``特性 X 線'' について調べてみればいいのでは?

12s3010: 
振動数をかぞえる方法にはどのようなものがありますか? M: 周波数カウンタという計測機器のメーカーに聞けばいいのでは?

12s3011: 
ボーアの振動数条件の式をリュードベリの式の形に書き換え, その式と教科書式 (1,11) を比べると $ \displaystyle R_\infty = \frac{m_\text{e} e^4}{8 \varepsilon_0^2 c h^3}$ となり, これがリュードベリ定数となるのは, なぜですか. M: 何が疑問なのか理解不能. 式を導出したらそうなるのでしょ?

12s3013: 
モーズリーの法則が発見される前は 手に入れた物質をどうやって新しい原素[原文ママ]であると確認していたのか. M: 既知の知識は何か? 読書感想文のネタ?

12s3014: 
光はどうして波動と粒子という, 二つの異なる性質を持ったのでしょうか. 「たまたまそうなった」以外で先生の個人的な意見を聞かせて下さい. よろしくお願いします. M: 個人的な意見を聞く意味は?

12s3015: 
今でも理論の発展はあるのか. また, あるとしたら, どこが発展する可能性があるのか. M: たとえば, 昨年のヒッグス粒子の発見騒ぎを知らないのか? 小林・益川, 南部のノーベル物理学賞受賞を知らないのか?

12s3017: 
電子をある場所に見つけるという操作で電子の運動量の変化をひき起こすのであれば電子の位置を正確に見つけることは実験では不可能ということですか? M: 不確定性原理の教える通りだが?

12s3018: 
位置 $ x$ と運動量 $ \displaystyle p_x$ との間の不確定性原理を実験的に示すことはできるのか. M: 昨年, 小澤の不等式が話題になったネ.

12s3019: 
モーズリーの法則が発見される前は, どのようにして金属の種類を特定していたのか. また, 現代でもモーズリーの法則は特定するのに使われているか. M: 12s3013 参照 // 蛍光 X 線分析

12s3020: 
系列について, ライマン系列やバルマー系列などの種類が教科書にもありますが, これから新しい系列が発見されることはありえないのですか. M: なぜ系列というものが生じるのか?

12s3021: 
電子が ``見える'' ためには, 光子が何らかの方法で電子と相互作用か衝突しなければ光子はただ通りすぎるとありますが, 通りすぎるときに相互作用はなぜおこらないのですか? M: 言葉の定義通り.

12s3022: 
なぜ n=1 のときだけが「ボーア半径」と特別視されているか. // 色々な式に量子数が出てくるが, 半径と電子のエネルギー以外に量子数で判断されるものはあるのか. // 「$ K_\alpha$, $ K_\beta$, $ L_\alpha$ … 系列」がどういうことか? // 量子条件「 $ \displaystyle m_$e$ v r = n \hbar$」のようによくわからないが導入している式は現代でもあるのか M: 特別だから // 勉強すればわかるのでは? // 12s3009 参照 // 私は知りません. 調べてわかったら教えてください.

12s3023: 
将来電子顕微鏡で色を観測できるようになるのでしょうか? // モーズリーの式の金属を合金にするとどうなりますか. M: 色とは何か? // 12s3009 参照

12s3024: 
モーズリーの実験で同位体を用いても同じ結果が得られますか. M: 12s3009 参照

12s3025: 
長時間測定すると精度が増すが方にも[原文ママ]精度が他に精度が増す方法はあるのか. M: 意味不明.

12s3028: 
ボーアの「状態間の遷移によって光の吸収・放出する」という仮定は どのようにしてたてられたのか. M: 別に. 仮定など好き勝手に置けばいいのでは? またはボーアに聞けばいいのでは??

12s3030*: 
状態の遷移によって光が吸収 or 放出されるとなっているが, どのようにして吸収, 放出されるのか. M: それが当時の科学者たちを最も悩ませた所. ボーアの仮定では, (現代の考え方でも,) 途中は考えない :-<

12s3031: 
光は粒子と波動の二重性があるそうですが, 〓子性があるのであれば 光の重さを測ることが いつかできるのでしょうか. [〓は判読不能] M: 今でも相対論的にわかるでしょ?

12s3032: 
光の振動数を数えるには どのような装置を使えばよいのですか. // 光のエネルギーを測ることで, 何に役に立ったのですか. M: 12s3010 参照 // チャレンジャーだね (笑). そういう人に分子分光学の話をしても理解してもらえないだろうな.

12s3033: 
特性 X 線って何ですか M: どうして自分で調べようとしないのか? 12s3009 参照

12s3034: 
ボーア理論では なぜ 2 電子系へと理論を拡張することができなかったのか. M: 12s3003 参照

12s3036: 
現在の化学で粒子に波動性を持たせられるのでしょうか? M: 著しく勘違い??

12s3037: 
位置の不確定さと運動量をかけたものが なぜある値以上とせずにプランク定数以上だと断定できたのですか. M: そんなことは断定できないが?? 読書感想文のネタ?!

12s3038: 
   d$ x$ と $ \displaystyle \varDelta x$ の違いは何ですか? M: 字が違う :-p 数学の本を見ればいいのでは?

12s3039: 
過去から現在に至るに, 古い原理を吸収して新しい原理や理論が生まれてきたのであれば, これからの未来においても発展の余地があるのでしょうか? またその分野は? M: 現代の科学理論が完璧だとでも? 12s3015 参照

12s3040: 
モーズリーの法則は特性 X 線についての式ですが $ \gamma$ 線には当てはまらないのですか. また, モーズリーの法則の a, b の系列に特有の値というのは 原子番号や族などによる関係性はありますか. M: どの $ \gamma$ 線の話か? 12s3033 参照

12s3041: 
原素[原文ママ]を区別する方法は, モーズリーの法則以外にはなかったのか. M: 12s3013 参照

12s3042: 
法則が, まず理論的に式を出してから, 実験値にあてはめるというやり方が多い気がするのですが…. M: 気のせいでは? 実験式って何? でも, 提出物が要件を満足していません.

12s3043: 
$ \displaystyle E_n$ は $ n\rightarrow\infty$ になるほどエネルギー準位が込み合ってくるとあるが, 込み合うということは隣に遷移しやすくなるということなのか? 周期が大きくなると安定しないのと関係している? M: ボーアの理論では遷移確率については何も述べていない. アインシュタインの A 係数 (自然放出・自発的放出過程) を見れば… // ``安定しない'' とは?

12s3044: 
多電子原子では 1 つの電子にどのようなポテンシャルエネルギーの変化が起こるのでしょうか? M: ``変化'' とは? 教科書第 8 章を勉強すればいいのでは?

12s3045: 
粒子の位置 $ x$ と運動量 $ p_x$ とを同時に正確には決められないのはなぜですか. // 光の振動数を数える手段としてどのようなことがありますか. M: 原理に理由はない. // 12s3010 参照

12s3046: 
教科書に, 基底状態より励起状態の方が不安定とありますが, どうしてエネルギーが高い方が安定しないのですか. M: 12s3004 参照

12s3047*: 
この間の基礎化学実験で, 日光に塩化銀を当てて分離させると言う操作をやったのですけれども, 光が化学反応に関わるのは波動としての性質ですか? それとも粒子としての性質ですか? もしくは両方ですか? M: 根拠も含めて自分で考えてみればいいのに. またはプログレス物理化学 III

11s3001: 
ド・ブローイ波は $ m$ (質量) が大きいと波長が短く意味がないそうですが, 今のところどのくらいの波長なら観測できるのでしょうか? M: どうやって観測しますか?

11s3007: 
まだ, $ Z$ が認識されていない時代に, モーズリーが $ \displaystyle \frac{1}{\sqrt{\lambda}} = \sqrt{\tilde{\nu}} = a(Z - b)$ の則法[原文ママ]を発見したとなっていたが, なぜ $ Z$ がわからない時代に $ Z$ を用いた式ができたのか? M: ``$ Z$ が認識されていない'' とは? 何か勘違いしてるのでは?

11s3019: 
ボーア理論が不確定性原理と矛盾すると教科書にあるが その矛盾とは何か? M: どして自分で考えようとしないのか?

11s3022: 
今, 光回線などがよく使われていますが, 光ケーブルなどで光を届けるとして, その届けるデータは, どのように光に添付させているのですか? M: 光通信の原理についてちょっと調べてみればいいのでは? 例えばモールスと言ってみるテスト.

11s3027: 
電子の静止質量 $ \displaystyle m_$e はなぜ $ \displaystyle 9.109 \times 10^{-31}$ kg と定めることができたのでしょうか. M: 測った人に聞く :-p // 例えば質量分析装置の原理は?

11s3031: 
モーズリーの法則の $ \displaystyle \sqrt{\tilde{\nu}} = a(Z - b)$ の $ a$, $ b$ は系列特有の値ですが, どのようにして定めたのですか? この式の $ \displaystyle \sqrt{\tilde{\nu}}$ は原子番号に比例しますか? M: ``実験式'' って, どうやって定めるのか? // 式を見れば自明では??

11s3032: 
ライマン系列, バルマー系列などは, $ n$ が変わったとき, つまり電子が遷移したときに計測できる光の波長を求められるものという意味を持っているのですか. M: 前回も同様の質問をしてるが, 自分で調べる時間はたっぷりあったはずでは?? // ``系列'' イコール ``(何か)できるもの'' という主張か?

11s3046: 
不確かさは測定という行為の本質的な性格に由来するとあるが, これは, 決められた操作・条件で行おうとしたとしてもわずかに誤差が生まれてしまう, ということか. 仮にそれが可能だとしたら, 不確かさは生まれないか. M: ``誤差'' と ``不確かさ'' は異なる概念. // ``仮にそれが可能'' とは, 何を指すのか?

10s3008: 
原子から始まり, 現在では素粒子が, 物質を細分化したときの究極の粒子と考えられているが, 本当に素粒子が最後なのか. 素粒子を構成する物質が見つかる可能性はないのだろうか? M: ここでの ``素粒子'' は何のこと? 電子・陽子・ニュートリノ? それともクォーク? すると超ひも理論は?

09s3043: 
ドブローイの式で物質波の波長を求めたり逆に電磁波の運動量を求めることもできるのは式からわかりましたが なぜ電磁波と物質波が同じように式で扱われるか疑問です. 確率的な波と測定できる波では同じように式に用いるのは難しいと思いますが… M: 電磁波と物質波と捉えるから, 理解に苦しむのでは? 電磁波は純粋な波ではなく, また電子のような微小な粒子も純粋な粒子ではない. どちらも同じく, 波と粒子の二重性を持った量子である.

08s3003: 
不確定性原理について, 今日の講義ででていた例以外にも, 不確定性が見られる関係は他にもあるのでしょうか? M: 教科書 §4.6 参照


Ryo MIYAMOTO, 2013-06-03