構造物理化学演習 (20160418) M: 以下は宮本のコメント
14s3001: 
解答が 2 枚以上になってはいけないと説明がありましたが, 裏面に記載するのはいいのですか? またスペース不足のために説明が書けなくなってしまったら解答を見られたときに説明不足と判断されませんか? M: このレベルのことを, いちいち他人に聞かなければわからないとは, 困ったものですネ

14s3002: 
物理定数が定数であるのに, 最新の値など, 更新されるのはなぜなのでしょうか? M: 定数と変数の違い, (数学上の) 定数と ``基礎物理定数'' の違いを理解していないらしい.

14s3003+: 
$ \Delta E \, \Delta t \geq h$ の単位が両辺同じならば, 元々教科書で取り扱っていた $ \Delta x \, \Delta p \geq h$ も単位が等しくなるのですか? M: 自分で確かめてみればいいのでは?

14s3005: 
オイラーの式の根拠が何か調べてみると, マクローリン展開を使った証明が見つかりました. マクローリン展開は近似ですよね. 代数的に証明する方法はないのでしょうか. // 物理量の単位を決めているのは, 誰ですか. M: 本当に近似なのか? // それぞれの物理量の意味を考えれば自明では?

14s3006: 
複雑な計算において, 数値や単位が複数出てくる場合には数値と単位を分けて記述してもよいのですか. それとも, 物理量の観点からいうと正しくないのでしょうか. M: 本気か? 複雑な計算と簡単な計算で, 計算の規則が変わるのか? 複雑と簡単の境界線はどこ?

14s3007: 
分からない問題を友人と話し合っても解決しなかった場合, 宮本先生に質問しに行っても良いのですか? M: 何を今更. どんな学生生活を送ってきたのか? 講義のサポート web ページにも記載している.

14s3008: 
等価であることと等しいということは同じ意味なのですか? M: 言葉の意味が分からなければ辞書を見ればいいのでは? equivalent と equal のニュアンスは違う.

14s3009: 
答案用紙の返却はしてもらえますか? 先生が配点をしているように見えたので, 配点を参考にするためにも返却が必要かなと感じました. M: 演習の毎回の答案は, 平常評価の対象です. レポート・答案などは, いつも返却しています (時期は確約できませんが).

14s3010: 
1.38 で質量 $ m$ の粒子が無から出現し, 消滅して元の状態にもどるということが起こるという解釈があると書いてあるのですが, これは, 光の光子などの粒子が存在することを考えて解釈していいのですか. M: 後半部が意味不明. // 光子の質量は?

14s3011: 
答案は簡潔に, との事でしたが どの程度教科書から引用して良く, どの程度証明すればよいのか. 公式として成立しているもののみなのか, ある程度教科書で示された計算過程など注意書きを付けて引用すれば許容範囲なのでしょうか. M: ``公式'' って, 何ですか? 公式じゃないモノとの区別はどうつけるのでしょうか? // ``証明'' に程度の違いがあるのですか? // 他の本にもあるような一般的な例は, 結果だけでも良いと思われるが, 別の教科書には書いていないような特殊な個別の例は, 導出過程を説明すればいい (計算を全て示す・証明する必要はない) のでは.

14s3012: 
1.43 の積分を計算せずに というのは, 私たちが何かしらの公式を暗記する前提で導けということですか? M: いいえ. 原文は ``the integral'' ですから, ある特定の積分のことを指しています. すなわち 1.42 に示されている $ \DS \frac{\pi^4}{15}$ になる積分をそもそも行わないということです.

14s3013: 
ボーア理論はなぜ, 2 電子系に拡張することができなかったのですか. M: ボーア理論を 2 電子系に拡張しようとすると, どんな不都合が生じるのか, 調べて考えてみればいいのでは?

14s3014: 
プランク定数の単位はどのように決定したのか? M: 登場する場面を考えてみれば?

14s3015: 
リュードベリ定数やプランク定数などの値はどの値を用いるのがよいのでしょうか. M: もちろん最新の値. 次善は (新しい) 教科書の値.

14s3016: 
授業の問題で使う式を, その前の問題で証明してから用いている場合は, 問題の解答に証明を含めた方がよいのでしょうか. M: どちらが ``論理的'' で ``分りやすい'' か? // 14s3011 も参照

14s3017: 
提出する答案は全体評価にどの程度反映されるのですか. 具体的な数値があるのであれば教えていただきたいです. M: それを聞いてどうする? // 平常・中間・期末の評価のうちの ``平常評価'' に含まれます. 平常が 1 割または逆に 9 割ということがありえるでしょうか?

14s3018: 
実際に計算した値と教科書の答えが少し違うのですが, 採点の際にはどうすればいいですか? それとも最重要なのは論理的であるかどうかですか? M: 採点基準の三項目とその優先順位は何度も言っています.

14s3020: 
1.37 について, $ \Delta t$ の単位は s であると解きましたが, 実際, min や h もありえるのではないか, という疑問が残りました. ここで $ \Delta t$ の単位は s であると示すには, どのようなアプローチをすればいいのでしょうか. M: なぜ演習の時間中に質問しなかったのでしょうか?

14s3022: 
他人の解答に点数をつける際におよその自分の勉強不足でその解答が理解できなかった場合, どのように点数をつけるべきですか. M: 理解できない理由が勉強不足のためだと, なぜ確信できるのでしょうか? // ``べき'' 論でいえば, そうならないように勉強しておくべきでしょう.

14s3023: 
今回 1.33 でイオン化エネルギーを電子ボルトと kJmol$ ^{-1}$ の単位で求める問題がありましたが, イオン化エネルギーを電子ボルトの単位で用いるのはどういった場合なのでしょうか. M: それぞれの単位は, それぞれの都合により導入された. 電子ボルトとはどういった意味を持つ単位か? (イオン化との関係は?)

14s3024: 
水素原子のイオン化エネルギーをボーアの理論で求めるとき, 教科書では $ \DS \Delta E = R_\infty \left( \frac{1}{n_1^2} - \frac{1}{n_2^2} \right)$ の式の $ \DS n_2 = \infty$ とおく理由はわかるのですが, $ \DS n_1 = 1$ とおいてある理由はなぜですか. M: なぜ演習の時間中に質問しないのか? // $ \DS n_1 = 1$ の意味は?

14s3025: 
レポートでは証明など細かく書いていきましたが, 今回の問題では, 分かりやすく, 証明をつかわないで, その後の所だけでも答はいいとありました. レポートと授業では書く量に差が大きすぎるんですが いいんですか? M: 誤解では? 昨年の構造物理化学のレポートでも, 「論理的に」, 「分かりやすく」, 「正しく」の三要素を要求していました. // ``証明を使う'' とは?

14s3026: 
問題でハイゼンベルクの不確定性原理についてでてきましたがハイゼンベルクはこの原理をどうやって導いたのでしょうか? 実験的にでしょうか? M: 本人に聞けばいいのでは? :-p

14s3027: 
問題 1.41 について, 式 (1.27) には $ \vert\Delta {\bm r}\vert \simeq \Delta s = {\bm r}\,\Delta \theta$ と書いてありますが, $ \Delta \theta$ が十分小さい場合を考えているので, $ \vert\Delta {\bm r}\vert = \Delta s$ と示してもよいと考えたのですが, $ \vert\Delta {\bm r}\vert \simeq \Delta s$ とすべき理由があるのでしょうか. M: そりゃあるから, そう書いてるんでしょ. 微分積分について復習する必要があるのか?

14s3028: 
なぜボーア理論は不確定性原理に矛盾することになってしまったのですか? M: ボーアの採用した仮定に, 量子力学とは相いれないものがあったからでしょ.

14s3029: 
イオン化エネルギー IE を求める際に, 非束縛状態を $ \DS n_2 = \infty$ とおいたのはどうしてでしょう. M: なぜ演習の時間中に質問しないのか? // イオン化状態とは, どのような状態か? 主量子数はいくつか?

14s3030: 
解答用紙は表, 裏を使っていいのですよね. // 1.33 でエネルギーを電子ボルトで記述することに何か意味はあるのでしょうか. 実験でよく eV で記述するのでしょうか. 一般的なのでしょうか. M: 14s3001 のコメント参照 // 14s3023 参照

14s3031: 
1.37 の問題では, なぜかんたんな単位の一致のみをとうたのでしょう. 何かこの単位の一致に重要な意味が込められているのでしょうか. M: 気付かなかったのですね. 残念です. 14s3003 も参照

14s3032: 
問題 1.37 は, 単位が同じことを示す問題でしたが, 単位をかきだせば同じだということがすぐにわかるのですが, それがこの問題の意図なのでしょうか. M: 気付かなかったのですね. 残念です. 14s3031 も参照

14s3033: 
$ E$ の単位は J ですが, これは定義されているものですか. でないとしたら, 計算して導出しなければいけないと思うのですが, この過程を省略して $ E$ の単位は J だからと一言で書き終えていいのでしょうか. M: なぜ演習の時間中に質問しないのか? // ``エネルギーの単位を J と定義する'' ということか? eV, cal, erg や $ E_$h って, 何なの??

14s3034: 
例題 1.10 で野球のボールについて, 不確定性原理をつかっているがその不確かさは無視できるほど小さい値となっています. このことからスケールの大きさの違いが量子力学と古典力学の違いの原因なのでしょうか. M: 例題 1.10 から何を学ぶか・何を考えるかまで, いちいち他人に教えてもらわなければならないのか?

14s3035: 
「ハイゼンベルクの不確定性原理」は, 「巨視的な物体に対してはほとんど意味をもたない」と教科書にあったのですが, 測定の本質的な性格に由来する不確かさは実験においても取るに足らないものなのでしょうか. M: 教科書の記述を理解していないのは国語力の問題か. // 教科書では, 常に取るに足らないものだと述べているのか?

14s3036: 
数学の知識が足りないからなのかもしれませんが, 1.30 の問題で $ \DS v_0$ や $ \DS \lambda_0$ を式に入れることができなかったのですが, $ v$ や $ \lambda$ を微分や積分して $ \DS v_0$ や $ \DS \lambda_0$ を式に入れることができるのでしょうか. M: 何か根本的な勘違いをしているのでしょう. // $ \DS v_0$ と $ \DS \Delta v$ はそれぞれ何で, 互いの関係は? で, 問題は何か?

14s3037: 
章末問題 1.41 の加速度を計算するための図 1.12 のような図がよくわかりませんでした. 円の半径を $ \DS v_1$, $ \DS v_2$ 等として書いて成り立つのでしょうか. また, 似ている式として元の式が近似のものをイコールに直すのは何かおかしいように感じるのですがどう考えるべきでしょうか. M: 成り立つかどうか, やってみれば分かるのでは? // 14s3027 参照

14s3038: 
物理化学において虚数 $ i$ が表われる状態は存在するのでしょうか. M: 波動関数は, 複素関数である. 物理量に虚数はあるか?

14s3039: 
ボーア式について He を考える際に, H に比べて電子が 1 つ増え, 陽子が 1 つ増えることによって, クーロン力と遠心力の関係から, ボーア式をただ 2 倍していましたが, 陽子同士, 電子同士の相互作用のことも考慮しないとずれが生じてしまいそうなのですが, そこは考慮しなくてもよいのでしょうか. M: なぜ演習の時間中に質問しないのか? // どの系の話か? 本当に 2 倍していたか?

14s3040: 
He$ ^+$ のスペクトル系列で $ n=4$ の準位に, それより高い準位から電子が落ちるのに対応する遷移をピケリング系列といわれているそうですが, 他の原子のスペクトル系列での一連の遷移で名前がついていて, 重要な系列はあるのでしょうか? M: 私は知りません. 調べてわかったら, 教えてくださいネ

14s3041: 
問題 1.38 で $ \Delta E \cdot \Delta t \geq h$ の関係式は質量 $ m$ の粒子が無から出現できるが, それは時間 $ \DS \Delta t \leq h/mc^2$ 以内にその粒子 ( $ \DS E = m c^2$) が消滅して元の無の状態に戻る場合に起きるという意味をもつとあるが, 質量 $ m$ の粒子が無から出現できるとはどういうことでしょうか. 何もない状態 (空間) からいきなり質量 $ m$ の粒子が現れるということでしょうか. M: 何がわからないのか? 国語力の問題か?

14s3042: 
問題 1.41 で, 固定された物体の周囲を円運動する物体の距離を $ r$ ではなく $ v$ を用いて表せるのはなぜですか? M: 物理の基本がわかっていない? $ \bm r$ は位置ベクトルであって, 単純に ``距離'' というわけじゃない. 位置 $ \bm r$ と速度 $ \bm v$ との関係は??

14s3043: 
エネルギーと時間の不確定性原理 $ \Delta E \, \Delta t \geq h$ は古典力学にも当てはまりますか? M: 本気ですか? // 位置と運動量の間の不確定性関係は, 古典力学でも成り立つのか??

14s3044: 
1.33 を解く際に水素とヘリウムの陽子数の違いからクーロン力に差が生じましたが, 電子が一つであるという前提ならばどの元素でも可能な計算ということでしょうか? M: 自分で判断できないのは, なぜか? ``水素類似原子 (hydrogen-like atom)'' という言い方は, どういう意味か?

14s3045: 
イオン化エネルギー IE は, 電子を基底状態から最低の非束縛状態まで持っていくのに必要なエネルギーとありましたが, 非束縛状態とは具体的にどのような状態なのですか? M: 言葉の意味が分からなければ辞書を見ればいいのでは? // または, 具体的な束縛状態を考えてみればいいのでは?

13s3010: 
虚部を示せという問いで答えを示すときに $ i$ は含まないのでしょうか? M: 数学の教科書を見ればいいのでは?

13s3025: 
技術の進歩によって不確定性原理をくつがえせる日は来るだろうか. M: 理論物理学的な ``原理'' の意味を理解していない?

13s3027: 
ハイゼンベルクの不確定性原理について, 実験や観測で, この原理が適用されてるなと顕著に表れるものはありますか. M: スペクトルの線幅

13s3028: 
レイリージーンズの法則と実際のスペクトルの違いを経て, プランクはプランク定数を示したが, プランク定数はどのような実験からこの値を出したのか. M: 読書感想文(仮) のネタ発見?

13s3030: 
エネルギーと時間の間にも不確定性原理があるということがイメージできません. M: そうですか, しかし提出物が要件を満足していません. // 14s3041 や 13s3027 参照

13s3042: 
オイラーの式の証明は, どのように行うのでしょうか. M: 数学の本を見ればいいのでは? // 14s3005 参照

12s3011: 
ボーア理論が不確定性原理に矛盾すると, あるが, なぜ使われているのか. M: 歴史的な意味, 他にも重要な仮定 (考え方) を含んでいる, 水素原子のスペクトルの説明に成功した, 古典力学から量子力学への橋渡しに適している, などの理由を考えつかないのか?

12s3024: 
なぜオイラーの式は, 実部と虚部を足し合わせて実部だけになるのですか? M: 勘違いでは?

12s3029: 
誰も出ない問題 (だれもわからなかった問題) の模範解答もらえませんか? M: 模範解答を示さないいくつもの理由は, すでに提示済み.


rmiya, 2016-05-31