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物理化学 AI (20090601) M: 以下は宮本のコメント

03s2078:: 零点エネルギーから下は存在しないと言っていたが v=0 以下のグラフ部分 (E₀＞0 の部分) には全く意味がないということになるのですか ? そうであるなら, 何故, グラフに表記するのでしょう ? M: 論理的に言えば, A ならば B の対偶 not B ならば not A は, 元の命題と同値です. 意味がない (A) ならば表記しない (B) ⇔ 表記する (not B) ならば意味がある (not A). と, 論理的に考えれば自明なことを, あえて質問する真意は何なんでしょうか ?
05s2004:: (例えば超伝導のように) 割と巨視的な系で量子のふるまいをイメージできる, おすすめの研究題材はありませんか ? M: どんな題材に対して, あなたがイメージを喚起できるか, 他人である私には想像できません. 例えば教科書の第一章にもある水素原子のスペクトルは, 離散的なエネルギーを目の当りにするはずなのですけど, それでは不充分だということでしょうか.
05s2062:: タイムマシンは完成すると思いますか ? M: 勝手に命名すれば, 何でもできるのではないでしょうか. ただしそれが, 万人が思い描くものであるとは限りませんが.
05s2083:: 最近, 電子マネーが普及してきて私も便利さを実感しているのですが, これは量子力学を応用したものですよね. どんな仕組みなんですかね. M: 半導体回路が量子力学の応用だと言われれば, そりゃそうなのだが. もっぱらコンピュータとメモリとを駆使しているのだと想像されませんか ?
07s1006:: 発光ダイオード (LED) は, 常温では決まった色を発光していますが液体窒素の中では発光する色が変わるのですがその理由を教えてください. M: へー, 液体窒素温度で発光波長が変わるとは知りませんでした. それって, どの LED でも必ず起こる現象なのですか ? どの程度, 発光のエネルギーが変わるのでしょうか ?
07s3032:: 手元に資料がないのではっきりした数字は書けませんが, H と Ca くらい質量がちがうならまだしも, 同位体の質量の差はごくわずかなのに, 振動数を出すときに無視できないんですか ? M: どのくらい変化するのかは, 計算で求まりました (求まります) し, もちろん実測もされます. これを無視するかどうかは人間の判断ですが, あなたはどうしますか ?
07s3048:: 地球以外の宇宙空間で, 地球上には存在しない物質が見つかったとして, その物質に化学は通用するのでしょうか ? M: 地球上と天上の世界とで, 化学 (科学) の法則は異なるものなのでしょうか ? ニュートンが何をしたのか, 理解していないと思しき現代人がいるのにビックリ.
07s3049:: 虹は空気中にある水滴を透過する太陽光線が屈折率の違いから, プリズムを通る光のように分散される現象で, 太陽を背にして反対側に現れますが, ちょうど虹の出現している場所にいる人には, 虹は見えますか ? M: 青空はどこから始まるのでしょうか ? (ちょっと違うか) そこまで虹の原理をわかっていながら, どこまで本気の質問なのでしょうかね. あぁそうか, 出現している場所にいる人には出現して見えるというトートロジカルなナゾナゾなのかな.
07s3051:: 微粒子の運動理論の意識でいきますが, だんだんと授業の内容が具体的なものに近づいてきたのを嬉しく思います. この振動理論で大気の流れを組み立てている空気 (この場合, 分子の混合体ですが) の粒子の運動としていくと, 流体力学や熱力学にもあてはめて, 応用していくことができるのでしょうか. 流体 (大気とか水中) を進む飛翔体の, 小エネルギー運行[ママ]にも応用できるのかなと, 考えこんでしまいますが. M: ここで言う ``振動理論'' とは何のどのような理論のことですか ? ``振動理論で空気の粒子の運動としていく'' って, どういう意味ですか ? ``流体力学や熱力学にもあてはめ'' るとは, 何をどうあてはめるのでしょうか ? などなど. 失礼ながら, それらしい用語をフィーリングだけでもてあそんで, 意味の無い言葉を紡いで妄想を膨らませているだけのように見えます. (ポストモダン思想における科学概念の濫用を連想させます.)
08s3001:: 化学関係 (研究等) の任事[ママ]の初任給っていくらぐらいなんですか. M: 細かい職種や年齢や必要とされる資格やその他の事情に依存するでしょう. すなわち, 漠然と包括的に聞かれても答えようがなく, 個別事例に当たるしかない. で, それを聞いてどうするのでしょうか.
08s3002:: HCl や CO₂ は赤外線を吸収して振動することにより熱を発生するんですよね ? では, N₂ や O₂ は左図矢印の位置にいるということですよね ? ということは振動数はなくても, エネルギーは吸収しているということですか ? [調和振動子のポテンシャルとエネルギー準位の絵で v=0 の準位の左端を矢印が指すの絵は省略] M: 最初の ``～ですよね ?'' は, よく考えるとおかしな質問なので, きっぱりとイイエと答えさせていただきます. よって, 以降は意味不明だけど, ボルツマン分布とだけ言ってみるテスト.
08s3003:: 宇宙の温度は, 地球の表面での気温と比べて, 分子の数が少なく運動が活発になって熱くなるのか, 分子の数が少なすぎて寒くなるのかでしょうか. または全然違うのでしょうか. M: 温度とは何でしょうか ? 比熱とか熱容量とか, 分子論的にどう考えたらよいでしょうか.
08s3004:: 人間は死んだあとにどうなると思いますか ? また, 天国や地獄は存在すると思いますか ? M: 物質世界としての天国や地獄は, 存在しないでしょうね.
08s3005:: 元素によって同位体が存在したり, 存在しなかったりするのはなぜですか ? M: 不思議といえば不思議ですが, 原子核の安定性とかに関係するのかもしれません.
08s3006:: においだけを凍らせることはできますか ? M: 匂い物質は, 凍ることができるかもしれません. 感覚を凍結するというのは, 比喩的な表現なのでしょうか. どう思いますか ?
08s3007:: 光は, さえぎるものがないときはまっすぐ進むが単色の光が, 光の山と山の間隔 (波長) よりもせまく長い「すき間」を通るときは, 直進せず蛇行しながら進むと思うのですが, どう思いますか ? M: 光は伝播する場所の性質を読み取って, それに応じた伝わり方をするのでしょうか ?
08s3008:: 埃はどのようにして形成されるのですか ? M: 私は知りません. 調べてわかったら, 教えてください.
08s3009:: 胎児と生後ではヘモグロビンの種類が違うらしいのだがなぜそのような違いがあるのかまたどのようにして置き換わるのか. M: 何がどう違うのでしょうか. 違うと主張する人に聞いてはいかがですか.
08s3010:: 1.屈折率が 1 よりも小さくなることがあるそうです. その場合媒質中の光速度は計算上真空中の光速度より速くなりますが, (媒質中の) 光が光の速さを越えることはほんとにあるのでしょうか. // 2.どの原子にも属さない単体の電子は存在しますか. M: それこそ, あなたが既に述べているように, ``計算上ある'' というのが答えでしょ. // 陰極線管の中の電子線の電子って, だれのもの ?
08s3011:: 調和振動子以外のエネルギー準位で, v=0 で有限の値を取る理論はありますか ? M: 井戸型ポテンシャルの場合とか, 水素原子 (ボーア模型で充分) とか, すでに習っているのではないでしょうか.
08s3012:: 光をためて発光する物質が存在するように, 音をためる性質を持つ物質は存在しますか ? (CD など以外で) M: 一般には照射した光と発光する光とでは, その波長は異なります. その意味でも ``ためる'' は比喩的な表現ですね.
08s3013:: アルコール消毒の時によく使われるエタノールですが, どうやって菌を殺しているのでしょうか. そもそもアルコール消毒は本当に効くのでしょうか. M: 菌の細胞が何でできているのかとか, 親水性・親油性物質とアルコールとの関係とか, 考えてみたらどうでしょうか.
08s3014:: 光速は一定であるとされているが, この速度を人工的に変えることは不可能なのか. M: 真空中の光速度 c は, 磁気定数 μ₀ ・電気定数 ε₀ などと μ₀ε₀=1/c の関係にありますから (電磁波の波動方程式も参照のこと), 真空とは異なる媒体中では c では伝播しないことになります.
08s3015:: 力の定数は計算で求められることがわかりましたが, 実際の実験で得られる値とのずれはどれほどのものですか. M: ``実際の実験で得られる値'' って, 何ですか ?
08s3016:: 宇宙は今も膨張しつづけているといわれていますが, なぜそのようなことがおきているのですか. また, 膨張していくのはどの部分が膨張していっているのでしょうか. もし部分的じゃなく全体が膨張しているなら, 惑星間の距離なども変化するのでしょうか. M: 宇宙論の入門書を読んでみてはいかがでしょうか.
08s3017:: 光触媒を使って, 汚れを落とる[ママ]ことができるそうなのですが, どのような所に利用可能ですか ? M: あたりまえですが, 放っとけば汚れがつく場所で, 光が当たるところ. 具体的には自分で考えたり探したりしてみてください.
08s3018:: 先週行った実験で, 水相と有機相が分かれるということがありましたが, これを利用したものはありますか. M: 溶媒抽出, って分析化学で習わないのでしょうか. 分液ロートも見たこと無い ?
08s3019:: 古くなった輪ゴムやプラスチックは脆くなりますが, これらはなぜ劣化するのですか. また, 劣化をくい止めることはできるのでしょうか ? M: 物質を構成している高分子の鎖が切れて, 強度などを維持できなくなったということでしょう. 分子内の化学結合が切れる原因は, いろいろあって皆さんご存知ですよね.
08s3020:: 陽子と中性子ができた時, 宇宙が膨張して温度が下がった時に結合したそうだが, 温度が高い方が結合しそうなのに, なぜ下がってから結合したのか. M: 温度を冷やせば, 一般に気体も液体・固体になりますけど. それはなぜかわかりますよね.
08s3021:: 化学という学問の, 究極の目的は何なのだろう. M: 07s3048 参照, というのはさておき. 見つけてください ;-)
08s3022:: 光の 3 原色をまぜて黒い光が見えるが, 黒そのものの光はどのように出しているのか ? (テレビでそういうのがあると聞いたので) M: 本当に ``黒い光'' が見えるのでしょうか ? それなに ??
08s3023:: 銀が他の金属よりも電気を通しやすいのはなぜですか ? M: 金や銅もけっこう電気伝導度が高かったような気がします. あ, 水銀も極低温ではなかなかのものかと思います. 固体物理方面に聞いてみてください.
08s3024:: モスキート音というのは若い人にしか聞こえないようですが, 身体機能の衰え方には差があると思うので, 若い人でなくても, 聞こえる可能性はあるんですか. M: そりゃ, 可能性だけなら何でもあるでしょうね. あと, ``若い人'' といったくくり方をする場合, 普通はどのくらいの完全性・網羅性をもった言い方なのかなと.
08s3025:: 薬事法施行規則の改正が行われ, コンビニ等での薬の販売が可能になりましたが, このことは安全性の面から見ると, よくないことと思います. 危険性をこえるメリットはあるものでしょうか. M: 規則は御上に与えられるものではありません. 他人事ではありません. 良くないと思うのならば反対の行動をおこし, 住みよい社会を作るのが, 社会の構成員としてのあなたの役目です.
08s3026:: 実験で出ている有機廃液って業者でどのように処理されるのですか ? M: 燃やすという話は聞いたことがあります. 本当のところは, 当該業者に問い合わせてみてはいかがでしょうか.
08s3027:: 粒子の状態や挙動を調べる方法は, シュレーディンガー方程式を解くこと以外にも存在するのか. M: 普通は種々の測定をする方が先でしょ. そしてその結果の解釈の一貫として, シュレーディンガー方程式を解くこともあるかもしれないという順ではないでしょうか.
08s3028:: 双極子モーメントの変化がない 2 分子[ママ]は赤外線を吸収しないということは, エネルギー準位の差もほとんどないのでしょうか. M: 振動のエネルギー準位が調和振動子近似の元でどうなるかは, 既に示されています. このことと, 遷移が起こるかどうかは, また別の話です.
08s3029:: なぜ音の速さと光の速さでは光の速さのほうが速いのでしょうか. M: 音は有限の質量を持った媒体の振動運動をともなわなければいけないから, とは考えられませんか.
08s3030:: 原子を分解することは可能ですか ? M: どうなったら ``分解'' したと言いますか ? イオン化 (電子と核が離れる) ですか, 核分裂ですか ?
08s3031:: 普段赤外線は目に見えませんが, カメラのレンズを通すと見えるのはなぜですか ? M: レンズを通すから見えるのではないと思います. もう少し物事を詳細に深く考えてみましょう.
08s3032:: 前回の質問で ``前に習った気がする'' と記しましたが化学IIG の講義ではないです. 日本語が足りなくて申し訳ありませんでした. 少しは質問の内容を考えておいて急いで講義後に考えて書くことがないようにしたいと思います. // 等核二原子分子は赤外線が当たっても双極子モーメントが変化しないということでしたが, 金属のように同じ原子が多数結合していたり, 硫黄のように S₈ を形成する分子は双極子モーメントが変化しますか. M: どの授業でも関係ありません. ていうか, あっちで習ったことをこっちで生かす, ということをしないのでしょうか. // 単体であっても電荷分布が一様とは限りませんから, 双極子モーメントが変化する振動モードもあるでしょう.
08s3033:: 分子が電磁輻射を吸収するためには分子が永久双極子モーメントを持たなければならないのはなぜですか. M: 必要条件ではありませんが. 電磁波の振動する電場と, 分子の双極子モーメントの変化との相互作用ということでしょう.
08s3034:: 電子軌導上の[ママ]電子が, 原子核内にとりこまれることはないのですか ? M: 原子の安定性に関する量子力学誕生以前の謎ですね.
08s3035:: 一回も使っていない新しい消しゴムを何かの器具を使って, 形を変形してねりけしを集めたら, 元の消しゴムと同じしつりょうになるだろうか. M: 消しゴムが好きなんですね. 質量保存の法則を, どう理解しているのでしょうか. まあ実際は, 回収できなかった損失分と, ゴミを集めてしまった増加分があるでしょうね.
08s3036:: 北朝鮮の核実験や長距離ミサイルが問題となり各国が色んな対策をしようとしていますが, もし北朝鮮だけでなく色んな国がこのような事をしだしたら, どう対応していくのでしょうか ? M: 困りますね. でも人類は歴史に学ぶことができます.
08s3037:: 犬は人間のような色彩感覚がなく白黒で物事をとらえているというが, 他の生物の中で赤と白だけで物事をとらえているものはいるのか. M: 赤白であるとはどういう意味ですか. 赤でも白でも光はあるのでしょうか, 暗闇は何色でしょうか.
08s3038:: 波紋はなぜ同心円上に広がるのか. M: ホイヘンスの原理というものがありましたね. 一般の波は媒体の振動ですから, 振動の源に接している媒体の全部に等しく伝わるのは, あたりまえに思えますけど. だからこその媒体なのだし.
08s3039:: 光の速度はどのような方法で計ることができるのですか ? M: フィゾーの方法など調べてみてはいかがでしょうか.
08s3040:: 黄金比は約 5:8 のことだと言われていますが, なぜこの比はどのように定義されているのですか ? M: 1: (1+√5)/2 くらいじゃなかったかな.
08s3041:: 光ファイバにより, 光情報を低損失で送ることが可能となった. しかし, あくまで低損失であって情報が損なわれることに変わりはない. 光ファイバでは内部のガラス繊維に増幅作用を持つ物質を混ぜることによって, 減衰をおぎなっているそうですが, この原理はどのようになっているのでしょうか. M: エネルギー保存則もあることだし, タダで増幅はできませんね. 誘導放出の原理をもちいるのでしょうかね. もちろん普通は受光部と新たな発光部を持った電気的な増幅器を使うのでしょうけど.
08s3042:: 太陽を構成する位の酸素や水素などがあれば, 人工的に太陽をつくることができますか ? M: 二重に意味がよくわかりません. まず太陽は水素の酸素による燃焼だと思っているのでしょうか. 次に, 太陽を構成するくらいの物質があれば, それは新たな太陽 (恒星) そのものだと思うのですけどね. あ, だじゃれか.
08s3043:: どうして零点エネルギーは取り出せないのですか ? もし, 取り出せたらどうなりますか ? M: 始状態と終状態のエネルギー差が, 系から取り出されるエネルギーですよね. したがって, もしも零点エネルギーを取り出せたとすると, 粒子は v=0 という最低の量子数を持つ状態から, どんな状態へと遷移するというのでしょうか ?
08s3044:: 量子力学は主に確率の話ですが, 確率以外に原子や電子の状態を表す方法はなかったのですか. M: 必要な議論のレベルや実用上の問題から, それぞれ相応しい手法を用いていると思いますが ?
08s3045:: 納豆から取り出した納豆菌を使って, 他の菌を使う食品 (パンなど) を発酵させることはできますか ? M: 私は知りませんので, 納豆菌について詳しい人に聞いてください. 分かったら教えてくださいネ.
08s3046:: Al などの金属は単体ではもろい金属ですが, Mg や Cu などを加えて合金にすると強度が非常に増すのはどうしてでしょうか ? M: 私は知りませんので, 材料強度などに詳しい人に聞いてください. 分かったら教えてくださいネ.
08s3048:: 光は粒子でもあるならば, 重力はかかるんですか ? M: 質量はゼロなので, 万有引力は働かないと思います. しかし空間の歪みという意味での重力は, 作用するでしょう. 相対論を勉強してはいかがでしょうか.

Ryo MIYAMOTO, 2009-06-08