qa20181009c

構造物理化学I (20181009) M: 以下は宮本のコメント

18s2001:: エーテルが存在しないというのは, 何を根拠としているのですか? M: 読書感想文(仮) のネタ?
18s2002:: 教科書の 4 ページに 1887 年のヘルツによる実験で光の波動性が立証されたように思われたという記述があったのですが相対性理論で証明された光の特徴との相違が何かあったのですか? M: 質問の意図不明. 相違があったと予想された理由は?
18s2003:: 黒体輻射が古典物理学では説明できなかったように, 現代の物理学で証明できていないことはどのくらいありますか. また, その中で先生が興味のある現象は何ですか? M: ``証明'' という言葉の使い方が変. // 数えたことないので, 知らない.
18s2004:: 19 世紀末にわからなかったことでまだわかっていないことはどんなことがありますか. M: 自分で調べてみればいいのでは? 読書感想文(仮) のネタ?
18s2005:: ネオンサインも固有の光しか持っていないしそれ以外のものも使われている (?) が, ネオンサインと呼ばれるのはネオンが先に発見されたから? M: 私は知りません. 調べてわかったら, 教えて下さいネ.
18s2006:: プランクの式を理解するためには, レイリーとジーンズ, ウィーンの式も理解しなければなりませんか. M: そりゃ, 理解しないよりも理解した方がいいに決まってる.
18s2008:: エーテルのようなその存在の有無が学者の間でも意見が現在でもわかれるものが何かあれば教えて下さい. M: 18s2004 参照
18s2009:: 未知の法則や理論を考えるなかで大切なことはなにか? M: 検証可能性, オッカムの剃刀
18s2010:: スペクトルの測定で, 一つの気体に複数の波長が出るなら, 複数の気体が元から混ざっているときどのように判別するのか. M: 別に. スペクトルは単なる重ね合わせなので.
18s2011:: 黒体輻射のスペクトルはなぜ連続的なのか? M: 電磁波が放出されるメカニズムとして, 熱エネルギーにより激しく運動している荷電粒子 (電子) が考えられる.
18s2012:: $\DS \uwave{\d} \rho(\nu,T) = \frac{8 \pi h}{c^3} \frac{\nu^3}{\e^{h \nu/k_\text{B} T} - 1} \uwave{\d\nu}$ 今日, 説明のあった式に登場する式の中にある $\d\nu$ は何を意味しているのですか? 曲線を描くだけなら不必要にも思えました. M: 図1.1 を, フィーリングではなく, きちんと理解する必要がある. 教科書に説明がある通り, $\DS \rho_\nu(\nu, T) \d\nu$ は振動数が $\nu \sim \nu+\d\nu$ の間にある輻射のエネルギー密度. ここで $\d\nu$ は振動数の微小変化.
18s2013:: 間接的な証拠に基づいている理論が, 仮にくつがえった場合, 現在その理論で説明されているものは, その後どうなるのか. M: くつがえりかたによる.
18s2014:: 20 世紀の物理学において必要だったのは分子レベルでの視点や振動であったのですか. M: 勘違いしている予感. 物理学や科学史を勉強してみればいかがか.
18s2015:: 原子の (発光) スペクトルはネオンサインとして活用されているとありましたが, 光電効果は現在どのようなところに活用されていますか? M: そんなこと言っていない. 勘違いの予感. // 自分で調べてみればいいのでは?
18s2016:: プランクの出した式は, けっきょくのところ当時実際に実用されるというところまで技術はあったのでしょうか. M: 意味不明. プランクの式と, 実用や技術との間に, どんな関係を見たいのか?
18s2017+:: 黒体輻射の説明で, 光の強度と波長のグラフが出てきましたが, 光の強度はどのようにして測定されたのでしょうか? M: ``光の強度'' とは何だろうか? 一見わかったようで, よく考えると分からない. 教科書 (1.1) 式の後の説明をよく読めばいいのでは? 18s2012 も参照
18s2018:: 19 世紀 20 世紀の化学・物理の話をきき, 21 世紀では科学者は何を求められるか. 化学と科学の違いと社会に求められるものの違いは何ですか. M: 求められるものについては, その答えはあなた方が考えるべき. // 科学と化学については, 言葉の意味が分からなければ, 辞書を見ればいいのでは?
18s2019:: 何故, 炎の色で温度が分かるようになると疑問に思ったのでしょうか? M: 日本語に不自由している? // 疑問に思った人に聞けばいいのでは? :-p
18s2020:: 原素[原文ママ]が原子番号 136 までしかない, ということを聞いたことがあるのですが, それはなぜですか? (周期表の話でふと思い出しました) M: そう主張している人に聞けばいいのでは? // 原子核物理学を勉強すればわかるのでは?
18s2021:: 光はどのようにして伝わるのですか. M: 古典的な答えは, 電磁気学を勉強すればわかるのでは? // 量子論的な答えは......
18s2022:: 物体の理想化の <理想> とは何を意味していますか. 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?
18s2023:: 相対性理論 (自分は時間の考え方としかわからないです.) は, どのように原子などと関係をもつのですか. M: その他の物理量 (例えば質量や運動エネルギーなど) は, どうなるだろうか?
18s2024:: 今の日本の技術でもほとんどの人が苦なく生きていけているのに, これ以上に技術を求める必要はあるのか. M: 本気か? 今の技術に欠点は全く無いのか?
18s2025:: 様々な物理法則があるが, 当たり前だと思われたものが間違っているということはありますか? M: 日常的にはかなりのことが分かっているので, 間違いはほとんどないだろう.
18s2026:: 黒体輻射の式 3 つを講義内で示されて思ったのですが, 間違っていたとしても未来ではその道の一人として数えられるので, ただがんばることが重要だと思いました. M: 何かズレている予感. // 質問が記載されていない.
18s2027:: 放射線が発見されるまで世界の医療分野はどのような状況であったのか. M: 自分で調べてみればいいのでは?
18s2028:: 黒体輻射の式においてレイリー・ジーンズが発表した式はある程度は支持されたのでしょうか. M: 発表を聞いた人に聞いてみればいいのでは? :-p
18s2029:: 黒体輻射のプランクの式で, 黒体輻射は温度と振動数に依存するのになぜやなど他の値も式の中に含まれているのですか? M: 基礎物理定数を用いてはいけないのか? 由来不明の係数の方が, はるかに気持ち悪いと思いますが(?)
18s2030:: ある仮説に対して, 理論値と実験値が異なったとき, 優先すべきなのはどちらか. M: 何のための仮説なのか?
18s2032:: コンプトン効果では, なぜ波長が長くなるものがあるのですか? 現在の物理化学で説明できるのであれば, おしえてください. M: 自分で調べようという気はないのでしょうか?
18s2033:: 量子仮説は当時なぜ認められなかったのですか? M: 自然は断絶していなくて連続的であるという素朴な自然観から, 当然では?
18s2034:: 現在の, 物理化学で説明できない現象はあるのか? M: そりゃあるでしょうね.
18s2035:: 振動子のエネルギーはとびとびの値であって, 振動数の整数倍に比例しなければならないと仮定したプランクでしたが, 現在, その仮定を証明することはできますか? M: ``証明'' の使い方に少し違和感がある. // その仮定に基づいた量子論が大成功していますが(?)
18s2037:: なぜ実験と一致する式がでているのにレイリー・ジーンズとウィーンの式も紹介したのですか? // (等比級数の和は私はやりました) M: 初めにも言ったように, 結論を暗記することだけでは勉強とは言えない. 18s2038 も参照
18s2038:: 完璧な正しいプランクの式だけではなく, ところどころで合っているレイリー・ジーンズとウィーンの式を学ぶことは使うことがあるから学んでいるのですか? M: 目先の要不要で学ぶかどうかどうか判断するのはやめてほしい. 18s2037 も参照
18s2039:: レイリー・ジーンズは, プランクが正解の式を出したにもかかわらず, なぜ, 新しい式を提唱したのか? M: 本人たちに聞けばいいのでは? :-p
18s2040+:: この授業で, 光電効果などの説明の時にそれを発見するまでの過程についても説明するのはなぜですか? M: 18s2037 参照 // 法則・理論・考え方・公式などは, 天下りにいきなり完成品が降ってくる (すなわち勉強はそれを暗記するだけ) という訳ではなく, 人がひとつづつ構築していく (法則などは論理的に構築されており他の法則とも密接な関係がある) ものだという, 正しい科学観を養うため.
18s2041:: レイリー・ジーンズの式が物理学的にはパーフェクトなのに, 実際はあてはまらないのは, 何が原因なのですか? M: もちろん, 量子化説を採用していないから.
18s2042:: 量子仮説とは具体的にどういうものなのか? M: 教科書 p.7 や参考書をよく読めばいいのでは?
18s2043:: 粒子や原子などで目に見えない物はどのように解明したのか. M: 読書感想文(仮) ネタ?
18s2044:: 古典物理学, 現代物理学とで様々な問題が解決されていっているが, いつかは全ての問題を解決することができると思うか? M: 科学は不可知論の色が強いのでは?
18s2045:: よく, 冬になると毛布などで, 「遠赤外線でポカポカ」などとの売り文句で売っているものがあるが, それは毛布が黒体輻射をしているということか? また, 遠赤外線のグリルなども同じことが起こっているということか? M: 教科書 p.5 に記載のように, どんな物体でも黒体輻射に近似できる. // 商業主義の売り文句が科学的に正しいとは限らない.
18s2046:: 時代が後にも関わらず, 間違った結論にいたるのは考えすぎたゆえなのか. M: 全然違う. ある理論体系の枠内では完璧な答えでも現実に合わないのなら, 前提が間違っているというのが論理学の教えるところ.
18s2048:: 当時の世論, 通説に反して新たに発見されたことが受け入れられ利用されるまでには, どのくらいの時間が必要なのでしょうか. M: 個別の事例によって異なるでしょう.
18s2049:: 今回は原子のスペクトルなど, 光のことについて詳しくやりましたが, イルミネーションなどで 1 つの電球の色が様々に変わるのはどのような原理で成り立っているのでしょうか. M: 個別の製品によって異なるでしょう. 実は一つの電球じゃなくて別な電球が光っている (錯覚だった) とか, 複数 (多色) の発光体を一つの電球にまとめて発光の度合いをコントロールするとかは, すぐに思いつく.
18s2050:: ``仮説'' を立ててできた式が全てのことがらに辻褄が合うのに信じない化学者がいるのはなぜか? M: 信じない人に聞けばいいのでは? :-p // 18s2033 参照
18s2051:: 仮説をもとに作られた式は信用されないものなのですか? M: そういう話ではない. // 18s2050 参照
18s2052:: 技術の発展や革新には, 固定観念や思い込みは障害になりますか? 進歩をおくらせますか? M: 場合によるだろう.
18s2053:: テイラー展開を用いて $\nu \simeq 0$ のとき, レイリー・ジーンズとプランクの式が近似されるのは理解したが, 図1.1 を見るに, 安易な予測をして仮に温度を無限大まで大きくすることができるとすると, 実際のスペクトル分布のグラフはレイリー・ジーンズの法則による曲線 (破線) に限りなく近づくのではないか? // 古代以前の科学史 (「世界は 4 元素で成立している」など) を学ぶことで新たな発見に至るようなことはあるのか. M: 自分で考えて分からないのはナゼか? // 可能性はゼロではない(?)
17s2004:: 黒体はすべての振動数を吸収, 放出する理想的な物体とあるが, 色は黒に見えるのか. もしすべての振動数を放出すると白色になると考えました. M: 白と黒は何が違うか? 黒と (たとえば) ピンクは, 何が違うか?
17s2007:: 熔鉱炉の図がありましたが, もし物質が放射性物質だった場合, 光の波長の強度によって図の曲線に変化したりすることはないのでしょうか. M: 加熱された物体の輻射と放射線とは関係があるのか? 一般的な法則に組み込む必要があるのか?
17s2010:: 相対性理論や量子力学を用いても説明ができない現象はありますか. M: そりゃあるでしょうね. でなきゃ, 量子電磁気学や何やらが必要とされるわけがない.
17s2014:: 光を粒子と考えることができるなら, 太陽から出ている電磁波が真空中を伝って地球に届くのは, 電磁波も光と同じように粒子性があるからなのか. また, 電磁波にも波動と粒子の二重性はあるのか. M: 電磁波と光との違いは何か?
17s2019:: アリストテレスらの元素論は正しい論でないのにも関わらず, 現代でも有名であるのはどうしてでしょうか. M: 科学史的には重要でしょ?
17s2020:: 炎色反応などで色々な色を出すことができると授業中に聞きましたが, 全ての色が混ざった黒色の炎を出すにはどうすればいいのか. M: 加算混合と減算混合と言ってみるテスト.
17s2021:: レイリージーンズの式は実験結果をうまく説明できていないのにも関わらず公表したのは問題にならなかったのか? M: 別に. 考えを公表するのは自由でしょ?
17s2022:: 現在でもレイリージーンズとプランクのように, 既に正解が出ていることに対して違う学説を出す例はありますか? M: 私は知りませんが, 見方によるのでは?
17s2025:: 同じ物質であればどんな条件下でも同じ色で光るのでしょうか. M: どうやって光らせる話か? // すごく特殊で新奇な条件なら, 違う可能性はゼロではないかもしれない.
17s2026:: 教科書 13 ページ 1.4 の最初の文で, どんな原子でも高温中や放電中において, その原子固有の振動数で電磁輻射を放出することが記されていますが, それが原子ではなく分子で行った場合スペクトルはどうなりますか. M: 高温や放電のエネルギーが何に使われるかを考えればいいのでは?
17s2028:: 当時はどのようにして光の強度を計測したのか? 不可視光はどのように計測したのか? M: 私は知りません. 調べてわかったら, 教えて下さいネ // 読書感想文(仮) のネタか?
17s2034:: 光電効果にはしきい振動数がありますが, しきい振動数はどのように決められるのですか? 何か法則はあるのですか? M: 仮に 1 原子の場合なら, どうでしょうか?
17s2037:: 光電効果により電子を放出した物質は正に帯電するのですか. M: 自分で考えて分からないのはナゼか?
17s2039:: 実験的に真空にしたとあるが, 地球上で真空という条件は現実的にありえないので, 真空条件で得られる結果は正確ではないと思うのですがどうでしょうか. M: 何のために真空にしたのか? // 高真空とか低真空とか言ってみるテスト
17s2040:: ありません M: 質問が記載されていない.
17s2044:: 化合物となった際に, 構成する原子の固有スペクトルが干渉するようなことはないのか? M: ``干渉'' とは, どういう現象か?
17s2045:: 物理化学において 21 世紀に大きな発見はありましたか. M: 発見の大きさはどうやって測るのか? :-p
17s2046:: 光を分けて観測したと言っていたが, 光の強さは当時どのように測っていたのか? M: 17s2028 参照
17s2047:: レイリージーンズの法則のように合っていると思われたものが実験をしたところ違ったという事例はほかにはどのようなものがあったのですか. M: 間違った考えや適用限界の外とか, そりゃいくらでもあるでしょ.
17s2051:: 原子には固有の波長があり, 固有の色をもつとのことだが, 化合物では元になった原子の波長に関係する波長なのか, それともまったく別の波長になるのか. M: ``固有の波長'' について微妙に誤解している予感. // ``関係する'' かどうか, どうやって判定するのか?
17s2052:: 当時プランクの「振動子のエネルギーが $h \nu$ の整数倍でなければならない」という考え方が否定されていたが, なぜ他の科学者は振動子のエネルギーが連続であると考えていたのか? M: 振動子のエネルギーは, 古典物理学的にはどのように表されるか?
16s2009:: 摂動論の非摂動の項はどう求められるか. M: 摂動・非摂動の分け方について, 教科書や参考書にはどう書いてあったか?
16s2019:: コンプトン効果の実験において X 線をどのようにして測定していたのか. M: 分光学的スペクトルの観測法は, 古くは写真乾板やフィルムの使用でしょうね.
16s2028:: いつから鉄の温度を求めるだけの実用的なものから抽象的な研究になっていったのか? M: 意味不明. ``抽象的な研究'' とは?
16s2052:: 光電効果は太陽光パネルと仕組みは同じなのですか. 同じだとすると太陽光パネルの中は真空になっているのでしょうか. M: メーカーに聞くなど, 自分で調べてみればいいのでは?
15s3005:: 光電効果は電磁波による物体 (金属) 表面からの電子の放出だとありますがケイ素のような半導体では起こるのか. M: 金属と半導体の違いが, 電子の放出メカニズムに影響を与えるのか? どういう現象なのか理解すれば自明では?
15s3007:: レイリーたちのように自分たちが納得のいかない式があったとして, 計算すればグラフと合っているかはわかるだろう. それでも, 違うアプローチで求めようとすれば困わくしてしまうのでは? M: 意味が分からない式を用いて計算して答えを得たとしても, それで自然を理解したといえるか?
15s3014:: 炎の温度が上がると赤→青の変化をしますが, これ以外の色の変化がないのはなぜでしょう. M: 本当に無いのか? 何の炎の話か?
14s3019:: コンプトン効果の例で波長 $\lambda$ の X 線が物質を通過し, 角度 $\theta$ 屈折した X 線の波長が $\lambda'$ となると説明したが, 物質を通過できずに反射される X 線もあるのか. またこの場合波長はどうなるのか? M: 誤解している予感. まず ``屈折'' でなくて ``散乱''. 次に角度 $\theta$ の方向で波長が $\lambda'$ となるのではなく, 波長 $\lambda$ だけでなく $\lambda'$ のものも存在する. // 自分で考えて分からないのはナゼか?

rmiya, 20190128