物質理工学演習 BII (2003-12-10) \M 以下は回答・返答 (解答ではない)
\Q{02s2001} 電子が波としてふるまうのなら, 何が振動しているのですか ?
もし, 電子自身なら, 電磁波が発生するはずでは ...
\M もし電子自身なら, 電子を揺り動かしている力が働いているはずですが,
そんなものはありませんね。
ということで振動している実体はありません。話題の波とは確率の波です。
\Q{02s2005} 今日先生は無意識で呼吸などを行っていると言いましたが,
本当に人間に無意識という状態は存在するのでしょうか ?
\M フロイトに始まる精神分析は科学でないという人もいます。
「再現性」「検証可能性」に反するからです。無意識の有無を検証できませんので。
しかし人の動作の随意・不随意(自律)という意味では, いちいちこまごまと意識しない
ものもあるようです。
\Q{02s2006} 問題 6 の混合状態とはどのような状態なのでしょうか ?
\M [{ans1}a]
\Q{02s2008} 「シュレディンガーの猫」というパラドックスは何なのですか ?
\M 半死半生 :-) [{ans1}a] も参考に。
\Q{02s2010} 零点エネルギーというものは取り出して使うことができるのだろうか。
利用可能ならば無尽蔵のエネルギー源となると思うのですが。
\M [{ans5}]
\Q{02s2011} 複素共役とは ?
\M 何かのネタですか ? あまりにもプリミティブで, 驚きました。[{ans1}c]
\Q{02s2013} 授業中にでてきた写真はどのように撮影したのですか。
\M [{ans2}]
\Q{02s2016} ^A の「^」の読み方がわかりません。
今日の授業では「バー」とか「ハット」とか読んでいたので,
どっちが正しいのですか ?
\M [{ans1}d]
\Q{02s2017} 量子力学は化学のどの分野でよく使われるのですか ?
\M 化合物を合成したり性質を調べたりする時に, 物質を原子・分子レベルで考えるのが
現代の主流です。そこでは量子論は不可欠です。
「反応性」とか「物性」と簡単に言いますが, その中身は膨大で, 化学・物性物理の
大半を占めると言っていいでしょう。
(目先の ? 不充分な認識に基づく ?) 要不要で何を言いたいのでしょうか ?
\Q{02s2021} 粒子のスピンは右手の法則に従うというのを読んだのですが,
それを鏡に映したとき, どのように扱えばいいのですか。
そのときも右手の法則に従うのですか ?
\M 右手は鏡映操作により左手に変換されます。そして右回転は左回転に。
また, 鏡映操作のかわりに時間反転演算子を用いても, スピンの向きは反転します。
\Q{02s2022} ブラウン管のテレビと液晶のテレビでは, 一般に, 液晶の方で
残像現象が起こるのはなぜですか ?
\M 画面を書き換える速度よりも液晶の応答が遅いから。
長寿命の発光体を用いたブラウン管でも残像は見られます。
\Q{02s2023} p = mv という運動量の式があります。これは粒子のもつ運動量で
あると思います。質量がなければ物は存在しないということなのでしょうか ?
また, 電磁波は質量がないのに p = h ν / c であたえられた運動量を
もっている。一方は粒子であり, 一方は波であり, 少し理解にこまります。
どのように考えたらいいのでしょうか ?
\M 相対論によれば, 有限の質量の物体を光速度にまで加速するためには無限の
エネルギーが必要です。(無限という)特異点を避ける自然の性質から,
ここでも光速度で運動している光子の質量はゼロでなければいけないことが
わかります。なお「運動量」は物体のような実体ではありません。
\Q{02s2024} 交換可能でない演算子のものは同時に測定できないことがわかりました。
それを考えれば, もし, 光の粒子性, 波動性に対応する演算子のようなものが
あるならば, 可換ではないのでしょうか ?
\M その演算子はどういう「物理量」を表わしているのでしょうね ?
\Q{02s2029} 問題 6 について, 混合状態とは ?
\M [{ans1}a]
\Q{02s2031} 問題 6 の個別の観測値というのはどのようなことなのでしょうか ?
\M [{ans1}b]
\Q{02s2037} 今流行りのマイナスイオンとは何ぞや ? マイナスイオンは
癒やし{\small[ママ]}効果があるとされているが, では, プラスイオンは
人体にどのような影響をもたらすか ?
\M [{ans5}]
\Q{02s2038} 病院中では携帯や PHS の電源を切らなくてはいけないが,
それらの電磁波が医療機器に影響をおよぼすのであれば, 病院内のテレビや
冷蔵庫から出る電磁波も医療機器に影響があるのではないか。
携帯の電磁波は医療機器にどうのように影響しているのか ?
\M [{ans5}], 電場・磁場の強度は $1 / r^2$ で弱まることにも注意しましょう。
また, 医療機器を設計・製作する立場で考えてみるのも, 面白いかもしれません。
\Q{02s2039} 日常的には 3 次元の世界で生きているわけだが, 量子で無限次元まで
拡張することに意味はあるのか。
\M 状態空間の「次元」は, 日常的な実空間の三次元とは *次元が違います* 。
\Q{02s2043} エルミートでない演算子はあるのでしょうか。
\M 物理量に対応していない演算子はエルミートである必要はありませんね。
昇降演算子や時間発展演算子など。
\Q{02s2044} 演算子という存在は, 式が見やすくなるということ以外に,
必要性はあるのか ?
\M [{ans4}]
\Q{02s2045} 今までの化学や物理は量子で表現できるのですか。
\M できるものもできないものもある。
そうすると都合の良いもの, それではじめて理解できるもある。
\Q{02s2047} 色の違いは, 物質の吸収スペクトルの大きさによって違うのだと
考えますが, ではなぜ, 特定のスペクトルで色の違いが目に映るのでしょうか ?
\M 物質の性質についての質問ですか, 検出器官の目の話ですか,
結果の解釈である人の意識の問題ですか ?
\Q{02s2049} 古典力学と量子力学の関係はどのようなものですか ?
\M 自分で勉強して理解し, 判断してはいかがでしょうか。
または, 新しい理論はその極限として古い理論を含んでいるものです。
\Q{02s2051} いつも授業時間内に授業が終わらないのですが, 時間内に終わるように
してくれませんか。
\M 私の責任部分については, 努力します。
しかしテキパキと問題の解答を説明するのは, 学生さんの側の責任です。
\Q{02s2056} 走査型トンネル顕微鏡とは何ですか。またそれで何を見るのですか。
\M 自分で調べましょう。読書感想文レポートのネタができてよかったね。
\Q{02s2063} 固有値は物理学では何を表しているんですか。
\M どの固有値方程式の固有値のことでしょうか ?
当然場合によりけり, いろんなものを表わしていることでしょう。[{ans4}]
\Q{02s2066} 膨張しつづけている宇宙の外側の星は, 光より速く地球から遠のいて
いるそうですが, 相対的にでも光より速く移動しているとはどのような状態ですか ?
\M その伝聞内容は正しいのでしょうか ?
「膨張宇宙の外」ってどういうことでしょうか ?
\Q{02s2071} 星ははるか遠くに存在するのに, なぜすぐ見ることができるのか ?
\M この場合の「すぐ」とはどういう意味ですか ?
時間を計測する基準・起点は何ですか ?
\Q{02s2074} 同じ波長の光を同じ状態で何回見ても同じ色であると感じるのでしょうか
\M 気分によって, 人によって, 感じ方は違うかもしれませんね ;-)
\Q{02s2075} 量子論は社会の役に立つものなのですか ?
\M 充分に役立っています。必須と言っても良いでしょう。
(目先の ? 不充分な認識に基づく ?) 要不要で何を言いたいのでしょうか ?
\Q{02s2076} 現実とかけ離れた設定の問題を解くことに意味はあると思われますか ?
\M 初等力学で「摩擦は無いものとする」という非現実的な設定は無意味だという
ことでしょうか ?
問題によっては頭の体操になるでしょう。
また, 近似や理想化など, かけ離れているがゆえに注意点を浮彫りにするかも
しれません。
\Q{02s2078} トンネル効果を利用したものにアンモニア時計というものがあるが,
実際, 身の辺りで使われていたりするのでしょうか ?
\M そのものを使っている事例を, 私は聞いたことがありません。
\Q{02s2079} 紫外線は皮膚や体内に悪影響を及ぼすが, これは紫外線の何が
細胞を破壊することによって起こるのか。
\M エネルギー。どんな答えを期待していたのでしょうか。
\Q{02s2082} 先生が見せてくれた写真の初めの 1 枚で, 電子が 1 つしかないものは,
どのような条件下で写したのですか ?
(どうすれば電子が 1 つしかない状態をつくれるのか ?)
\M [{ans2}]
\Q{01s2072} 光の速度と同じ速さの乗りものを作ることは可能ですか
\M 「A.~C.~クラークの第一法則」もあるけど, ここは相対論の方が正しいだろうな。
{ans1} どうして *その場で* 聞かなかったのでしょうか ? この程度の事についての答えを得るまでに数日待つ意味があるとは思えません。
{ans2} 本を読みましょう。ここでコメントするよりもはるかに詳しく 正確に書いてあります。
{ans4} 物理(モノのことわり)を表現するために, 数学と科学が どう協力してきたのか, 考えたことがないのでしょうね。 あ, 読書感想文レポートのネタになりますね。
{ans5} 無尽蔵のエネルギー \equiv (第一種)永久機関, マイナスイオン, 電磁波, ...... etc. 世の中には疑似科学・非科学・オカルトがたくさんあります。 広く人口に膾炙していることは, 科学的正確性の保証になりません。 理系の大学で勉強した人がそのことをわきまえていなければ, 科学技術に依存している現代社会は崩壊してしまいます。 正しく見抜く目を養いましょう。