物質理工学演習 BII (2004-01-21) \M 以下は回答・返答 (解答ではない)

\Q{02s2001} 量子力学の解釈の 1 つである「多世界解釈」について, 先生はどう思われますか。
\M 解釈の一つとしてはアリかもしれませんが, 多重度うんぬんがよくわからない。いずれにしても量子論の中で検証できるモノではない。

\Q{02s2005} 先生は, 映画館で映画を見るのと, 自分の部屋で見るののどちらが好きですか ?
\M 混んでる映画館はダメダメですが, 黒澤明の「七人の侍」を前列中央で鑑賞したときには, めちゃめちゃ面白かった。ルーカスやスピルバーグなどの著名なハリウッドの映画監督が絶賛し範とするのも, よくわかる気がしました。

\Q{02s2008} 宇宙はビッグバンに始まり今でも広がっていると言われていますが, ビッグバンの前または, 宇宙が広がっている先には何があるのですか。
\M そういう存在は, ないことになってるのでは ?

\Q{02s2010} ブラックホールは, 光をも外に出さない超高圧な球体であるという考えもありますが, 光を圧力によってねじまげることができるというのを示した実験はあるのでしょうか。
\M 圧力を媒介するモノはエーテルでしょうか ? 光を「圧力」で曲げるってどういうことなのでしょうか ?

\Q{02s2011} ネタが尽きました

\Q{02s2013} 分子軌道法とは, すべての分子に適用できるのか。
\M それを目指していると思います。超巨大分子や超多分子の系などへの適用は, 計算機資源の不足という点で, 今のところ困難なようですが。

\Q{02s2016} 前回の項記号の説明がまずかったと言っていましたが, 説明し直す気はないのですか ?
\M 全員に対して説明する気はありません。この演習は, 私が量子化学の内容について学生に教えることが主体の時間じゃないからです。自ら勉強しようという意欲と姿勢が期待されています。

\Q{02s2017} 項記号を計算することによって何か利点はありますか ?
\M 体を表わすような名前を, 当該の状態につけることができます。このような名前は, すぐに性質を察することができて便利です。

\Q{02s2021} ニュートリノは質量があるのにどうして宇宙から来たニュートリノは地球の内部を通過していくことができるんですか ?
\M 物質を構成している粒子 (原子核や電子) との相互作用が小さいからだと思われます。

\Q{02s2022} 前回の質問の解答 [ママ] に対する質問ですが, では実際に電子はどのようにして軌道から軌道へうつるのですか ?
\M 「どのような」という質問はどんな答えを想定しているのでしょうか。量子力学の本で「時間に依存する摂動」とか「フェルミの黄金律」あたりを勉強してはいかがでしょうか。

\Q{02s2023} 錬金術や占星術などの古代の学問についてどうお考えですか ? ぼくはどちらも信用していません。
\M 言葉の指す内容が広すぎます。錬金術で二つの物質を混ぜて反応させたら別な物質ができたなどという事例には真実も含まれているかもしれません。賢者の石を作る話は正しくないと思われますが。ところで *現代の* 占星術は信用していますか ?

\Q{02s2024} 今回の問題の H₂⁺ のハミルトニアンは, 近似を用いたから, プリントのようになっていると思ったのですが, 実際問題を考えるに当たって, 近似のために消されてしまった項はどういう理由でなくなってしまったのですか ?
\M ハミルトニアンに近似はありません。また, 今回説明した範囲では, 波動関数に LCAO を用いた点だけが近似と言えるでしょう。具体的な数値 (エネルギーの値など) を求める段階では, 積分 H_AA などを評価しなければいけませんから, その段階でなんらかの近似が必要になるかもしれませんが。

\Q{02s2029} 特になし

\Q{02s2031} 原子の励起状態とはどのような状態なのでしょうか ?
\M 言葉通り。基底状態とは電子の配置がちがう。

\Q{02s2037} 今週の『世界まる見え』という番組で, 近代兵器ということでレーザー砲やレーザー銃について放送されているのを見かけました。ここで言う「レーザー」とは光ですよね ? 光がなぜどのような仕組みで物に傷をつけたり破壊したりできるのですか。紫外線による日焼けも同じ仕組み ??
\M 「レーザーアブレーション, laser ablation」をキーワードにして調べてみましょう。さて, 物体の破壊とは, それを構成している分子などの結合が切れることですね。兵器として用いるのはまだ空想の話ですが, 外科手術用のレーザーメスとしてはすでに実用化されています。この場合には熱で焼き切る感じでしょうか。また日焼けと一口に言っても, 上記の様な皮膚組織の焼灼破壊の要素 (やけど) と, 光化学反応によるメラニン色素の生成の二つの要素があるのではないでしょうか。さらに兵器として実用化するには, 大気中のチリや水滴(霧・雲)での散乱による損失や反射材による防御, 直撃じゃなくちゃだめとか, 大出力のためには大型の装置になるなどの問題点があるようです。

\Q{02s2038} 量子化学の分野でこの先発展していくものはどの分野だと思いますか。
\M タンパク質の様な巨大分子や, 固体の溶解現象など様な多数の分子の系を理論的に取り扱うこと。流行のキーワードはナノテクで, これはメソスコピック領域での量子効果かな。また分子を一個づつピンセットでつまむように扱ったり, 反応や物性を制御する研究も, 当然量子力学の世界。きっと他にもいっぱいあるでしょう。新たな地平が, あなたたちに切り拓かれるのを待っていることでしょう。

\Q{02s2039} 地球温暖化は, 二酸化炭素が地球から放射される赤外線を吸収することにより起こるのだが, なぜ, 空気中に多く含む酸素や窒素は影響しないのか ?
\M 赤外線のエネルギーは分子内振動の領域です。その分子が赤外線を吸収して振動励起状態に遷移するかどうか, すなわち遷移が許容か禁制かは, 分子の対称性と振動モードの対称性で決まります。教科書の群論のところを見てください。定性的には, その振動によって分子の双極子モーメントが変化するような振動が, 許容遷移です。しかし等核二原子分子では, 分子振動によって分子の双極子モーメントは変化しませんので, その振動は禁制遷移で, すなわち赤外線を吸収しません。

\Q{02s2043} H₂^- のような反結合性軌道の分子は実際に観測することはできるのですか ?
\M 「反結合性軌道の分子」というのが意味不明です。離れているよりも化学結合を生成した方が安定ならば, 結合ができます。

\Q{02s2044} 数多く存在すると言われる銀河はかなりの距離はなれているらしいが, それを地球上でどのように観測したのか ?
\M 「ハッブル」をキーワードに調べましょう。

\Q{02s2045} 質問をよんでいて思ったのですが, 電子じゅうをつかう時に○ [一文字判読不能] いてある記述で, 電子を 1 ずつとばした。というのは, 何を基準に「1」とおいているのですか。
\M 確かに長さの場合には, メートル・フィート・尺など, その測定単位には恣意性があります。しかし一個二個と粒子の数を数える時に, その単位のどこに不明な点があるのでしょうか ?

\Q{02s2049} エネルギーがある, ない, 高い低いと言いますがどういう概念なのですか ?
\M 失礼ですが, もしかしたら高等学校の物理のレベルで「仕事」のあたりからの復習が必要なようですね。

\Q{02s2051} 空が青く見えるのは, どうしてですか ?
\M 海の色が青いからかなぁ ;-p 散乱強度は振動数の四乗に比例するなどとつぶやいてみる。

\Q{02s2056} 異核二原子分子とはどんな分子ですか
\M 異なった種類の原子による二原子分子。例は一酸化炭素。

\Q{02s2063} 脳波って波ですか。頭から何か出ているんですか。
\M 脳の活動にともなって発生する神経回路をめぐる電気変動を取り出している。測定にはいくつかの方式があるらしい。電気変動を時々刻々と記録すれば, ギザギザの線が得られるのだろう。そしてその変動には, 特定の周波数成分が見られたりするのでしょう。

\Q{02s2066} 人である以上, 解き明かせない問題も多くあると思いますが, 先生なら, そのような時にはどのような行動をとりますか ?
\M 一般解はなく, 時と場合による。

\Q{02s2071} タイムマシンを作ることは不可能なのか ? 過去のある地点に, 未来のある地点にいきなり人や物が出現するということは本当に不可能か ?
\M 「タイムマシン」や「いきなり出現」などを定義してください。また, 時間を計る基準時刻や, 計時のための基準となる時計などがあるのでしょうか ?

\Q{02s2074} 変分原理はどういう場合に必要なのですか。
\M 原理の要不要って, どういうことですか。

\Q{02s2076} いわゆるオカルトの検証不可能が可能になる日は来るのでしょうか ?
\M 来るものも来ないものもあるでしょう。期待したものとは違うことを測定することにより否定的な検証がなされることもあるかもしれません。

\Q{02s2078} リニアモーターカーに超電導状態を維持するために, 液化 He を使ったりしていますが, そのようなものを線路にどのように流しているのでしょうか ?
\M 超伝導磁石は車体についている方じゃないのかなぁ。

\Q{02s2079} 生物進化を量子論の観点から研究することが可能であるということを聞いたのですが, 具体的にはどのようにするのですか。
\M DNA 分子の性質や振舞いを調べるのに量子論が使えるだろうが, そういうことを言っているのでしょうか ? 「遺伝物質の性質を分子論的に ...」ではなくて「進化」の研究なんですか ?

\Q{02s2082} 香りの正体って何ですか ? (例えば波の正体を水とするなら) 人は何をもって香りを感じてるんですか ?
\M 例が例になってないんですが。それはさておき, 香りのもとになる分子が, 鼻の中の受容体と相互作用したときに, その情報が神経を伝って ...... という話ですか ?

\Q{00s2024} [白紙]

\Q{01s2072} 心霊現象についてなんですが僕は事例の中には科学で解明できないものもあると思うのですが先生はどう思いますか ?
\M 事例自体が確認・定義されていないものもあると思います。科学であることの要件のひとつは「再現性」ですから, 再現不可能な事象は科学であつかえませんね。