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化学の基礎 II(G) (20090113) M: 以下は宮本のコメント

07s3033:: ゴム手袋の冷たい水に冷やしておくと固くなりお温[ママ]にひたしておくとのびるようになる, という現象はなぜ起こるんですか ? エンタルピーとかの関係 ? M: 分子構造の変化 (例えば結合軸まわりの回転とか) に対する活性化エンタルピーかな.
07s4044:: 「規格化する」とか「量子化する」とが頻出するが, そうすべて誘導的にうまく解決できるのであろうか. 存在する (最小を含めて) 粒子が規格サイズのものばかりであるという想定がいるが, もし粒子に多少の大小があると仮定したら, それらの方程式は成り立つのであろうか. 浅学なので今は解せぬが. M: ``規格化'' の意味を誤解しているようです. 原語は normalize ですから, ``ノルム＝１''化とでも考えてはいかがでしょうか. そのために定数 (規格化定数) をかけるわけです. また ``量子化'' は quantize (quanta にする) ですから, 量子化は ``塊にする・束にする'' といった感じです.
07s6043:: 1 番エネルギーをかけないで作れる食品って何ですか ? M: 原料の製造, 輸送, 加工等の全ての過程を考えると, どうなるのでしょうね. あぁ, 加工装置の製造とかまで遡るのかな ?
08s3001:: もし, 一度だけどんな疑問でも答を聞けるなら, どんなことを聞きますか. M: ``生命, 宇宙, そして万物についての究極の答え (Answer to Life, the Universe, and Everything)'' を問うたとしても, 得られた答 ``42'' の意味が分からなければなんにもならないですからねぇ :-p
08s3002:: 教科書に「箱の中の粒子は両方向に均等に運動しようとする.」とありますが, では, 片方に偏らせるにはどうしたら良いですか ? M: 何らかの力, エネルギーを加えなければいけませんね. そのひとつはポテンシャルを一様では無くすることです.
08s3003:: ・Au や Pt が他の金属と比べて, 他の物質との反応性が低いのはなぜですか. また, 希ガスは同じような理由で安定なのでしょうか. // ・濃硝酸と濃塩酸を混ぜた王水でも, とかすことのできない金属はありますか. M: 反応とは, どういう反応ですか ? このとき原子はどう変化しますか ? 反応性が高い/低いは, 何で決まりますか ? // 王水に溶ける反応は, どんな反応 ? その反応が進行する/しないを決めるのは何 ?
08s3004:: 先生はどのような研究者を目指していますか. M: 特に考えたこと無いけど, それを聞いてどうするのだろうか ?
08s3005:: 金属を熱していくと液体から気体になることはあるのですか ? M: 物質の三態についての非常に基本的な知識に対して, 金属が例外であると考える根拠は ? 鉄の精錬とか, 蛍光灯の管の内部とか, どうなってると考えているのでしょうか ?
08s3006:: 絶対零度 (-273.15 ℃) 以下の温度は存在しませんが, 逆に～℃ 以上の温度は存在しないという場合はありえますか. M: ``温度'' とは, 何でしょうか ? 教科書 p.672, p.1145 など参照.
08s3007:: 光より速い伝達手段はありますか ?? M: 相対性理論によれば, 無い. 量子論では, 一見そう見える現象はあるが, 任意の情報を伝達できるわけではない.
08s3008:: 人はなぜ生きるのでしょうか. M: その答を見つけるため (?!) 20081007 の 08s3017 参照.
08s3009:: 戦闘機などて急加速すると血が逆流するそうですが血が逆流すると人はどうなるのでしょうか ? M: ここでいう ``逆流'' って, どんな意味ですか ? 心臓は絶えず血液を (順方向に) 送り出しているし, 弁の働きもあるし, 文字どおりの逆流が起こるとは考え難いのですけど.
08s3010:: 1. 物質と自ら増えていく生命の違いは何か. // 2. ヒトの脳には byte 換算でどのくらいの情報を保存することができるのか. M: 自分で言ってる (自ら増えていく) のでは ? // わたしは知りません. 調べてわかったら教えてくださいね.
08s3011:: 箱の中で不確定さが低くなるが運動量の分散は大きくなるといっていたが, 数式上ではなんとなく理解できそうですが, 言葉というか理論的には, まだわかりません. どういうことなんですか ? M: 数式は理論や論理を記述する言語です.
08s3012:: サナギの中身はドロドロなのに指でつついたりすると動くのはなぜですか ? M: ドロドロに見えても, 全く構造が無いわけじゃないでしょ ?
08s3013:: 物質が熱くなることに上限がないのに対し, 冷たくなることには絶対零度という下限があるのはなぜですか. M: 08s3006
08s3014:: シュレディンガー方程式から得られる確率は, 箱の中の粒子以外に何が考えられるのか. M: 質問の意味不明.
08s3015:: 三次元の箱の中の粒子は一次元の場合の拡張で, 変数分離法用いて解いてやればよいことまではわかりましたが, 四次元, 時間軸を加えたらどのように解いていくのですか ? やっぱり変数分離法 ? M: 唯一の解法はない. お好きにどうぞ.
08s3016:: アリは, 食料で得たエネルギーより多くの仕事をしていますが, それはなぜですか. アリは食料から以外にもなんらかの方法でエネルギーを得ているのでしょうか. M: 前半の記述は本当ですか ? もしそうならエネルギー保存則を破っていますが ? 植物のように太陽エネルギーを獲得する手段を持たないし, 寄生体からのエネルギー供給もない節足動物なのに... あ, 生まれたときに持っていた養分を消費するっていう手があるか.
08s3017:: 最近の暖房器具は, 遠赤外線で温まることができますが, 部屋の温度はなかなか上がりません. 温まるための仕組みはどのようになっているのでしょうか ? M: 放射とか伝導とか対流とか, 本当に知らないの ?
08s3018:: 絶対零度まで下げるのは不可能と聞いたのですが, この温度に近づける方法ってありますか. M: 例えば p.772 参照.
08s3019:: 自然放射線の量は地域によって違いますが, この差によって実験の結果にどのような影響が出るのでしょうか ? M: 目的とする実験によると思われます. まあ当然バックグラウンド測定やブランク測定をおこなうわけですが.
08s3020:: 電力を電波でとばせれば便利だと思うのですが, それは可能ですか. M: 太陽電池を衛星軌道に打ち上げ, 得られた電力をマイクロ波で地上に送るというアイデアを聞いたことがあります.
08s3021:: コレステロールは, 原理的には数多くの立体異性体が存在するが, 天然でつくられるのは一つだけだそうです. ならば, 異性体を人為的に体内に取り入れると, 何か特別なことが起こるのだろうか. M: 何が普通で何が特別なの ?
08s3022:: √＜p²＞はどのようなことに利用されているか ? M: 使えそうな所を発見して使えば良いのでは ?
08s3023:: ノーベル物理学賞を受賞した益川さんは英語が苦手らしいのですが, 英語ができないとどのくらい研究が大変ですか ? M: 国際化社会において鎖国政策をとるとどうなりますか ?
08s3024:: 波動関数は規格化されなければならないとあるが, 規格化されなかったら, どうなるんですか. M: 必然の事象の起こる確率が例えば 42 だったり 0.01 だったりって, どんな意味がありますか ?
08s3025:: 環境破壊についてですが, 途上国での森林伐採を止めようとした先進国の人たちの意見は現地では全く受け入れられなかったそうです. これは経済格差によるものだと思いますが, これを解決するにはどのような方法があるのでしょうか. M: インスタントな解決策はないでしょう. しかし教育は良い方法の一つでしょう.
08s3026:: ソーダ石灰って何ですか ? M: 化合物事典でも見たらいかが ? ちなみに英名は soda lime.
08s3027:: サリドマイドには鏡像異性体があり, 一方は有力な薬であるが, もう一方は催奇形性を示すということから, なぜ鏡像異性体だからということで私達の生体に対してここまで大きな性質の違いがでてくるものなのか. M: 鍵と鍵穴モデルで説明されるのではないかな. たまたま合致した鍵穴が, それぞれの機能をもたらした, と.
08s3028:: ＜p＞=0 より, 箱の中の粒子は両方向に均等に運動しようとするが, 不均等に粒子を運動させることはできるのか. M: 08s3002 参照.
08s3029:: 人体を構成する元素で一番多く使われている元素って何ですか ? M: 構成している物質を考えればわかるのでは ?
08s3030:: 根平均二乗運動量はどのような分野で使われるんですか. M: 教科書 p.1148 には, ``根平均二乗速さ'' が登場します.
08s3031:: 虹は必ず端がありますが, 円の虹が見えることはあるのですか ? M: 虹が描く弧は, 観測者を基点として対日点を中心に同心円となります.
08s3032:: 原子表の最後の方の原子は短時間で分解してしまいますが, 原因は何ですか ? M: 弱い力とか強い力とかかな.
08s3033:: なぜ波動関数は収縮するんですか. M: コペンハーゲン解釈では, 原理的にそういうものだとされているだけでは ?
08s3034:: 温度のマイナス方向にはなぜ限界値が存在するのか. 逆に, なぜプラス方向には限界値はないのか ? M: 08s3006 参照.
08s3035:: ラジオはどのようにして, 特定の周波数のものを得ることができるのだろうか. M: LC による同調回路のこと ?
08s3036:: 消しゴムのかすはどうしてまとまるのですか ? M: 粘着力がなければ黒鉛 (鉛筆の筆跡) を紙から剥せない.
08s3037:: 少し前に 2 次元の人 (キャラクター etc) と結婚したいと言っていた人がいましたが物理的にどう思いますか. M: 物理的にどうこうという問題ではないと思う. 2 次元の人には人格が無いので, 法的に婚姻届は無効だと考えられる.
08s3038:: 共鳴構造が安定であることは数式で証明できますか. M: ``共鳴'' は便宜的な説明. 量子化学的には ``非局在化'' であり, これは計算できる. p.427 参照.
08s3039:: 粒子ってかたいんですか ? M: 20090106 の 08s3012 参照.
08s3040:: せっけんや洗剤は, ただ溶けるだけでなく, 泡立ちますが, それはどんな原理なのですか ? M: せっけん分子 (界面活性剤) のミセルを形成するという特徴は, 高校化学の参考書にも出ていますよ. ミセルについて調べてみましょう.
08s3041:: 日本には何か 1 つが悪いと分かると, それに関連する全てが排除されてしまう風潮があります. (例. 水俣病の原因が有機水銀であったことから, 害のない水銀まで排除されたこと.) もちろん, これは日本に限ったことではありませんがこの傾向はとり分け日本で強いそうです. これは日本人はメリットとデメリットを正しく判断してそれを使うことを苦手としているということを表していると思います. 先生はこのような風潮・日本人の特性についてどう思われますか. M: (他国人と異なる) 日本人の特性かどうかは知りませんし, 何を表しているのかも断言できません. でも好ましくないとは思います.
08s3042:: 絶対零度で凍らない物質を作ることは可能ですか ? もしできるならどんな物質だと先生は考えますか ? M: ここで用いられている ``凍る'' って言葉は, どういう意味ですか ?
08s3043:: 箱の中の粒子に対して, 多数の粒子の動きについての式はありますか ? M: たぶんあるでしょう. ていうか, あたえられるのを待つのではなく, 自分で作ればいいのでは ? 例えば二電子系であるヘリウム原子についてのシュレーディンガー方程式は (6.64) または (6.65) で与えられ, あるいはハミルトニアンは (7.11) で与えられます.
08s3044:: 自然界で希ガスが化合物として存在することはあるのか. M: 知りません. ぜひ探してみてくださいネ.
08s3045:: ある製薬会社の CM で「特殊アルミニウムに覆われたクリーンな工場での薬づくり」と述べられていますが, アルミニウムにどのような加工を施せば, 衛生面の機能を向上させることができるのですか. M: ``クリーン'' とは, 衛生面の話なのですか ? 酸化チタンでしょうか.
08s3046:: スターウォーズに出てくるライトセイバーのように光を途中で止めて棒のようにすることって現実的に可能なんでしょうか ? M: あなたの知っている光のもつ性質と比べてどうですか ?
08s3047:: 運動量が 0 となる意味は理解できたのですが, 分散が 0 になることはあるのですか ? また, もし 0 になったとしたら, 1 つの場所に密集しているということになるのですか ? M: 演算子の固有状態であれば, 観測される物理量の平均値は固有値に等しいので, 分散はゼロになります.
08s3048:: ラザフォードの原子模型で, 核の周りを電子が回ってるのに, 電子が原子核の + と引き合ってしまわないのはなぜか ? M: 引き合ってますけど ? さすがにこのレベルで古典物理との齟齬は無い. ボーア模型または 6 章参照.

Ryo MIYAMOTO, 2009-01-20