質問と回答 (2002-01-15, M が宮本による回答)

00s2004:

 

M:

(質問が書いてありません)

00s2014:

人工原子は今いくつぐらいつくられているのですが, 又, どのくらいの大きさの原子までつくれるのですか。

M:

ウラン (原子番号 92) 以上の元素はすべて天然に安定同位体は 存在しません。超ウラン元素の多くが人工的に合成された元素だったように 記憶しています。固有名がつけられているのは 109 番までですが, 現在ではそれ以降の元素もいくつか作られているようですね。 また軽元素でも人工的に合成できると思いますが, ジョリオ=キュリーらによる放射性元素の合成がその嚆矢でしょう。 簡単な記述なら, 理科年表や元素発見の歴史に関する話題のブルーバックスなどを 参照するといいでしょう。

00s2015:

量子化学の分野では, いろんな公式が, たくさんでてきますが, どのように工夫しておぼえればよいのですか。

M:

一般的な方法, 普遍的な方法は無いでしょう。自分にあった方法を考える ことが工夫です。公式そのものではなくて導出方法を覚えるやり方は, 多くの人が採用しているようです。

00s2016:

吸収されるスペクトルの波長によって色が決まってくる仕組みが よくわかりません。

M:

キーワードは, 光の波長とその色, 補色の関係, など。

00s2018:

量子化学と量子力学はどのように関連しているんですか。

M:

そういう学問の体系 (項目間の関係) を知ることが, 大学で勉強すべき ことのひとつと考えられます。両方の科目を勉強して, 自分で考えるというのは いかがでしょうか。

00s2025:

質問は授業に関係のない質問でもいいのですか ?

M:

質問内容の分野に制限をつけた覚えはありません。もちろん, 回答が得られるかどうかは, また別の問題です。

00s2035:

物が透明に見える (見えない ?) のはなぜですか。 可視光を吸収・反射しないでなぜ透過できるのですか。

M:

量子論によればエネルギー準位は離散的であり, その決まったエネルギー差に 一致しない光のエネルギーは吸収されません。エネルギー準位がどうなっているかは 物質によって異なっているため, 吸収する光のエネルギーとその量を調べることで, 物質の性質を明らかにしていこうというのが「分光学」であります。 物質科学の研究の重要な手段のひとつです。

00s2036:

出身はどこですか ?

M:

誰, または何のことでしょうか ? また「出身」とは何ですか ? 定義してください。

00s2037:

規格化条件はどのような場合に用いればよいのでしょうか ?

M:

必要なとき。(あたりまえ)

00s2046:

反射炉はどういう仕組みになっているのか

M:

何のことをきいているのでしょうか ? 何らかのエネルギーを凹面鏡の ような物で反射して集める炉のことかな ? 物によって実現方法・実装方法が 違うと思いますが。

00s2055:

成績をつけるときの方法は何ですか ??

M:

評価の対象は, こういった毎回の質問内容・毎回のレポート・その他 であることは, 初めの時間に説明しました。

00s2058:

 

M:

(質問が書いてありません)

00s2060:

「電子の動きを表わせ」と言われた時の表わし方 (書き方, 説明のやり方) が よくわかりません。\Psi を出して図にするだけで十分なのでしょうか。

M:

量子論では古典力学とは異なり, 粒子の軌跡を描くことはできません。 だたその存在確率の分布が得られるだけです。専門書などでは, 分布を表現するのに 数式やグラフを使うのが一般的なようですね。

00s2069:

問題数をへらしてください。

M:

勉強する・しないは個人の自由でしょう。私ができることは, 勉強したい人に そのきっかけを与えることと方向付けをすることくらいでしょう。 そして到達したレベルに応じて評価されるのが普通ですね。

00s2074:

Schr\"odinger 方程式はどんな場合にもあるのでしょうか。

M:

この場合の「ある」の意味がわかりませんが, われわれが物質科学の分野で 研究を進めていく上で, 相対論的効果まで含めて考えることは稀でしょう。 また, 量子効果が目立たない巨視的な性質を議論する場合には, もっと簡便で ふさわしいものがあるかもしれません。

00s2079:

球面調和関数はどのように球面で調和しているのでしょうか。

M:

球面調和関数とは spherical harmonics のことです。両端を固定した 一本の弦の振動を球面に拡張して, 球状のゴム幕が振動している様子を 想像してください。弦の場合には基本音だけでなく倍音, 三倍音などの 振動の仕方がありますが, 球面にもそういうことを考えるのです。

00s2082:

現在, 気象衛星などで雲の動きなどキャッチして, 次の日の天気を 予報できるのはなぜですか。

M:

気温・湿度・大気の流れ・地形・これらの間の関係式・その他もろもろを 考慮した大気のモデルを作り上げ, 初期条件として現在の値を与えてやると 未来の状態が計算できるというのが, 大ざっぱな説明。 くわしくは気象学の先生に聞いてください。

99s2053:

時間に依存しないシュレディンガー方程式はどうなるのですか。

M:

これまで取り扱ってきたものは, みな時間に依存していませんね。 波動関数もハミルトニアンも, 変数として時間を含んでいません。

99s2070:

 

M:

(質問が書いてありません)

99s2082:

 

M:

(質問が書いてありません)

98s2052:

 

M:

(質問が書いてありません)

98s2059:

量子力学以外でもでてくる grad と div の記号の使いわけがよく わかりません。この 2 つの違いは何ですか ?

M:

どちらも見かけはおんなじベクトル演算子 \nabla ですが, スカラーに 作用してベクトルを与えるのが grad で, ベクトルに作用して (内積をとる) スカラーを与えるのが div です。作用する相手が違いますね。 物理数学の本などに詳しく書いてあるでしょう。

00s2061:

クロロフィルの説明に出てきた「ホショク」とは何ですか。 極座標に変換するとどう便利なんですか。

M:

「補色」については, 辞書・辞典などで調べてください。 取り扱う系の性質を反映した座標系を選ぶことで, 数式での記述が簡単になります。 水素類似原子の場合, 球対称なポテンシャルの性質にあわせて極座標系を選ぶことで, 変数分離をすることができました。