物理化学 AI (20090622) M: 以下は宮本のコメント
05s2004: 
水素類似原子では, 電子の確率分布を電荷密度として扱っても良いのですか ? M: 私の回答には, 正しいという保証はありませんけど, それでも返答を聞きたいのですか ?

05s2062: 
日本に生まれてよかったと思いますか ? M: それを私に聞くことに, どんな意味があるのでしょうか ? あと, 何点狙いの質問ですか ?

05s2083: 
剛体回転子の波動関数は なぜ球面調和関数というのですか ? M: 命名の由来については, 私は知りません. 調べて分かったら教えてくださいネ.

07s1006: 
物理化学の教科書を読んだら 12 章に純粋数学の群論の物理化学への応用が書かれてありました. ハッキリ言うと, 私からすれば抽象代数学である群論が数学以外の学問で登場するとは思いもしませんでした. ここで, 群論 (group theory) が物理化学へ応用されるということは残り 2 つの環論 (ring theory) や体論 (field theory) も, もっと難解な物理化学を勉強する上で登場するのですか ? (教科書 p.143 にリー代数 (環, 及び, 連続群) の分野で最初に紹介されるはずの交換子積 (ブラケット積) が登場しているのでこれを除いて) M: 数学の発展段階を, 物理化学など他の分野でなぞらなければいけない理由は, なんでしょうか ? あと, そもそも, 自分の狭い世界観を未知の分野にも敷衍しようというのは, 無知というか傲慢のなせる技ですね. 別な言い方をすれば, ハサミの使い方を, いちいちあなたにアレコレ指図されなきゃいけない理由は無い.

07s3032: 
物理化学にはどんな面白さがありますか ? 有機だったら, ぼくはやったことはないですけど 新しい物質が簡単に作れるそうです. 物理はそうゆうことがないですよね. 先生は何におもしろさを感じていますか ? M: 簡単にできてしまうとは, つまらないと思いませんか. どうしてか分からなかった謎が解けたら, 面白いと思いませんか ?

07s3048: 
髪質が直毛だった人が, ボウズにしたら天パーになったという話をよく聞くのですが, なぜボウズにしただけで, その人の髪の中の結合に変化が起こったのでしょうか. ボウズ期間の生活習慣など関係あるのでしょうか. M: 何点狙いの質問ですか ? 直毛とくせっ毛との違いは何ですか ? ``よく聞く'' というのはあなたの主観ですが, 客観的にもそういうデータがあるのでしょうか ?

07s3049: 
太陽光発電では, ソーラー電池で太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換しますが, ソーラー電池の内部では, どのような現象が起こり, エネルギー変換がなされるのですか ? M: ``変換'' も何も, 電子が光のエネルギーをもらっただけでは ?

08s3001: 
1 つの分子が包まれている包接化合物はわかるのですが 数種類の分子が包まれている包接化合物はありますか. M: ``わかる'' とは, どういう意味ですか ? 分子を包接する相互作用について, 分かっているならば, 後者の質問は自明だと思います.

08s3002: 
双極子モーメントが変化する二原子分子が赤外線輻射を吸収するとありましたが, 同じように紫外線も吸収するのでしょうか ? M: ``同じように'' の意味にもよりますが, イエスですね. ただし赤外線と紫外線では, 光の持つエネルギーが桁違いです. ゆえに赤外線が振動エネルギー準位であるのに対して, 紫外線では該当するエネルギーレベルが異なります.

08s3003: 
光の速さは, 温度による干渉を受けることがあるでしょうか. M: 温度って何ですか ? 教科書下巻を学習していても, こんな質問をするのですか ?

08s3004: 
新発見をできる人とできない人との大きな違いは何だと思いますか ? M: セレンディピティーかもしれませんが, それを私に聞くことに, どんな意味があるのですか ?

08s3005: 
硬水には Mg2+ や Ca2+ などが含まれているが, 軟水には Mg2+ や Ca<2+ IMG WIDTH="18" HEIGHT="17" ALIGN="BOTTOM" BORDER="0" SRC="img1.png" ALT="$ ^{2+}$"--> が含まれていないのか. M: 何点狙いの質問ですか ? ``硬水'', ``軟水'' の定義を調べてみれば良いんじゃないでしょうか ?

08s3006: 
音を光の速さで伝えることは出来ますか. M: 何点狙いの質問ですか ? ラジオ放送や無線通信が何をやっているのか, 本当の本当に知らないんですか ??

08s3007: 
物質は気体, 液体, 固体と分類されるが, これらを構成する分子の振動を何らかの物理的・化学的作用を用いて変化させ, 上記の 3 つの状態以外の状態を作り出すことは可能か ? M: 可能であったら/不可能であったら どうだというのでしょうか ? そもそも質問が矛盾だらけですね. かりに三つの状態に分類されるとしたら, そこにその三つ以外の第四の状態を持ち出す意味が分からない. 三つ以外にも状態があるのなら, 最初の分類からもれる物質もあるだろう. で, 状態 (相) の変化の話なら, その原因はさまざまでしょう.

08s3008: 
水は氷にすることにより体積が増えることは, 未だに謎とされてますが, 先生はなぜだと思いますか. M: かなりすき間のある結晶構造も分かっているのに, 謎だとは知りませんでした.

08s3009: 
サラダ油を精製するときシス脂肪酸にエネルギーを加えトランス脂肪酸にするらしく, 自然界にはトランス脂肪酸が少ないと聞きました. 通常はシス体よりトランス体のほうが優勢なのになぜトランス脂肪酸が少ないのか. M: そのように聞いたという, 情報源は何でしょうか ? そこに尋ねれば良いのでは ?? ちなみに, ``平衡にはギブズの自由エネルギー'' と言ってみるテスト.

08s3010: 
1.Fe(OH)3 はまだ見つかっていないはずなのに教科書等で当り前のように Fe(OH)3 が載っているのは なぜか ? // 2.電子情報の記録媒体は, 容量の増大は速いのに, 寿命がほとんど伸びないのはなぜか. M: えーと, Fe2O3 も見つかっていましたっけ ? // 記録媒体の容量と機器の耐久性が関連していると考える理由は何でしょうか ??

08s3011: 
H 原子オービタルの半径方向の依存性を与えない式はあるのですか ? M: 半径方向に依存性が無いということは, 核からの距離によらず半径方向には一様に分布しているということですか. でも半径方向は, 無限遠までありますから, それでは電子の存在確率が発散してしまいますね.

08s3012: 
電子レンジで使用されているマイクロ波は, 元々通信の手段として使われていたそうですが, 電子レンジを使用するとテレビか携帯電話の電波に影響がでるのですか ? M: よく知ってましたね. 通信 (や放送) では, 使用する周波数帯域をチャンネルに区切っていて, 他の通信との混信を避けるために, あるいはエネルギーの効率的利用のために, 送信時には周波数帯域を限定し, 受信時にはそれに同調してますね. その意味では影響が出ることは少ないでしょう. しかし電子レンジのマグネトロンは, それなりに広い帯域で発信しているので, それがホワイトノイズ的に混信する可能性はあるでしょう. 実際の家電製品では, きちんと筐体で遮蔽されていますから, 問題になることはないでしょうけどね.

08s3013: 
元素の周期表を見ていて思ったのですが, 原子番号 117 の元素は存在しないのですか ? M: なぜ 117 番に興味を持ったのかが疑問ですが, 原子核物理学の方面を勉強してはいかがでしょうか.

08s3014: 
原子が光を吸収して励起状態になる時の速度とエネルギーを放出して基底状態に戻る時の速度は等しくなるのか. M: ここでいう ``速度'' とは, どういうものですか ? それとはたぶん異なる速度があって, それは両者で異なると思います. ちなみにボーアの理論によれば, 遷移は瞬時に起こると学んでいるはずですが...

08s3015: 
2 個の直線分子が距離 r だけ離れているとき, 分子のポテンシャルエネルギー u(r) は, 2 分子が近づいたとき, u(r)→c12/r12 (c12 は 2 分子に依存した値) をとるらしいのですが r12 となるのはなぜですか. M: 08s3033 参照

08s3016: 
ある空間を電子だけで満たすことはできるのですか. M: その時, 電子間の距離はどのくらいになるのでしょうか ? 電子間のクーロン反発をどう抑えるつもりですか ?

08s3017: 
水素原子と水素原子が核融合した時に出る, 質量欠損分のエネルギーを取り出すことができたとして, このエネルギーを貯蔵する方法はありますか ? M: エネルギーの形態を互いに変換することが出来ますよね.

08s3018: 
反物質というものがありますが, 何故反物質は安定に存在できないのでしょうか ? また, 保存するとしたら, どのような方法がありますか ? M: 粒子と反粒子との寿命が異なるとは, 情報源は何ですか ?

08s3019: 
力の伝達に速度はあるのでしょうか. あるとしたら どのくらいの速度ですか ? M: ``力の伝達の速度'' って, 何ですか ? 相互作用を媒介する素粒子の速度のことですか ?

08s3020: 
光のドップラー効果を地上で観測することはできますか. M: えーと, ハッブルが何を観測したというのでしょうか ??

08s3021: 
問題 5.7 によると, 水素原子の換算質量と電子の質量の差は 0.05 % です. この程度の差なら, 水素原子のプロトンが原点に固定されていない場合を考慮する必要は無いのではないか. M: リュードベリ定数は, 有効数字何桁で求められているでしょうか ?

08s3022: 
重水素についても電子の存在確率はシュレーディンガー方程式によって厳密にとけるのでしょうか ? M: 08s3032 参照

08s3023: 
環境問題の 1 つとして地球の温暖化がありますが, 地球の温暖化の対策として 1 番効果的なものは何だと思いますか ? M: 対策って, 原因がわかっていなくても, できるものなのですか ?

08s3024: 
もし地球に重力がなかったら, 私たちの生活はどうなっていたと思いますか ? M: SF の話ですか ? 地球に重力がないにもかかわらず, 宇宙の他の場所で重力があるとは考えにくいですね. すなわち星や銀河ができず, ビッグバンの後, 宇宙は冷えて広がっていくだけでしょうね.

08s3025: 
エチレンが政治的混乱により生産, 需要が低下し, また, ナフサの価格上昇で減益となっていますが, エチレンをさらに安価で生産, 新たな用途開発はできるでしょうか. (現在はレジ袋や洗剤容器がつくられているようですが) M: それを私に聞くことに, どんな意味があるのでしょうか. 可能性だけなら, イエスでしょうから, あなたががんばって開発してはいかがでしょうか.

08s3026: 
スポーツドリンクに含まれているカリウムイオンやマグネシウムイオンって どうやって液中内に添加するのでしょうか ? 基礎化学実験の試料溶液を見ても思ったのですが, いまいちイメージができないです. M: イオン (陽イオン) だけを多量に添加することは, たぶん不可能ですね. 普通は塩として加えます. てか, 当り前じゃないの ?

08s3027: 
炭素は正四面体を成すように結合するのが最も安定とされているが, その結合角は どこまでひずませることができるのだろうか. M: ``されている'' って, だれがそうしたのでしょうか ? 単に系として最も安定な構造をとっているだけでは ? 何が安定なのかは, 量子化学を勉強してくださいネ.

08s3028: 
水素原子は解析的に解ける唯一の元素ですが 他の元素はどのように解くのですか. M: 近似的方法を使うと, 授業中にも説明しました. 教科書の該当個所も参照してください.

08s3029: 
胃の中にある酸は pH どれくらいで, どれくらい硬いものまでとかせるのでしょうか. M: pH 1-1.5 だそうですが, それと ``硬いものを溶かす'' と, どう関係しているのでしょうか ?

08s3030: 
どんな元素, 原子も水素 (類似) 原子のシュレーディンガー方程式と近似できますか ? 例外はあるのでしょうか. M: 近似するなら何でも可能では ? 良い近似かどうかは別ですが. ちなみに ``水素類似原子のシュレーディンガー方程式と近似'' するって, 意味が分かりませんけど.

08s3031: 
先生は量子力学のどのような所が好きですか ? M: 特に考えたこと無いですけど, それがどうかしましたか ?

08s3032: 
今回の講義とマッカーリサイモン (上) を見てみた所, 水素原子, He+ , Li2+ は計算ではっきり求めることができるということでしたが, 周期表では Li の次の Be が Be3+ となる場合, つまり電子が 1 つになることができるのならば どんな原子のエネルギーも求められるのですか. M: 水素類似原子と言い Z を用いて定式化して説明したのに, それを理解してもらえなくて非常に残念です. これらの系の共通点は何で, 解析的に解けない場合 (例えば He など) との本質的な違いは何なのでしょうか ? まあ, 物理の常識だと思いますけど.

08s3033: 
距離 r だけ離れた 2 個の分子のポテンシャルエネルギー u(r) が r の大きな領域では u(r)=-c6/r6 , r の小さな領域では u(r)=c12/r12 となるのは なぜですか. M: レナード-ジョーンズの (6,12) ポテンシャルですね. -6 乗の引力項は, 双極子-双極子相互作用によるもので, 一方 -12 乗の斥力項は, -6 乗のちょうど二乗なので選ばれることが多いのだそうだ (なんじゃそりゃ).

08s3034: 
光を (光の状態で [ → 違うエネルギーとして保存せずに という意味で]) ずっと保存しておくことはできますか ? M: できた/できないとして, それに何の意味があるのでしょうか ?

08s3035: 
使い切った乾電池を放置しておくと, 水銀が出てくるのはなぜか. M: 本当に出てくるんですか ? どうやって調べましたか ?? 現在日本で市販されているのは, ボタン型を除いてすべて水銀ゼロなモノのはずですけど ?

08s3036: 
ホクロをいじり過ぎるとホクロががんになるという話を聞きましたが, 普通に腕の皮ふはいくらかいたりしても, 大丈夫なのに, ホクロはなぜ良くないのでしょうか ? やはり遺伝子が関係してくるのでしょうか ? M: 本当にガンになるのでしょうか ? 情報源はどこだ ? 物理的刺激により, ガン腫になるという可能性は否定しませんけど, それはホクロだからということではないと思いますが.

08s3037: 
地球温暖化が問題になっている今, 太陽が拡大していくのを防ぐ方法はあるのか. M: ええっ ! 太陽を人為的に操作するのですか ?! 現在の人知を越えた技術を使うのでしょうか ? それにしてもスケールの大きな SF ですね.

08s3038: 
なぜ人には好みの色や音があるのか. M: 自然界にある毒と関係あるという説もあるかも.

08s3039: 
水素原子は解析的に解ける唯一の元素と言っていましたが, 他の元素が解析的に解けないのはなぜですか ? M: 本気ですか ? 08s3032 参照

08s3040: 
うろこ雲が出ると, 次の日は雨が降るという予想ができるらしいのですが, それはなぜですか. M: 気象予報士に聞いてみればいいのではないでしょうか.

08s3041: 
分子を構成する原子の電子配置等は原子同士の電気陰性度の違いによって決まるが, この分子が配位結合により錯体となると, 電子配置・原子間距離はどのように変化するのか. (ここでの電子配置とは電気陰性度による偏りの変化のことを示す) M: 奇異な言葉づかいをしますね. さて質問内容についてですけど, 当り前ですけど, それは分子全体の電子分布に依存するでしょうね.

08s3042: 
光を色つきの透明なガラスやプラスチックに通すと光の色が変わりますがそれは光の波長も変わっているのですか ? またそういった違う色の光によって速さに違いはあるのか ? M: 本当に色が変わるんですか ? 単色光である緑色の光が赤色になるとか ? へ〜〜, 知らなかったなぁ. ぜひ実演してほしいものです.

08s3043: 
電子は見ることができないのですか ? M: どうなったら ``見た'' と言えますか ?

08s3044: 
分子や原子の運動が完全に停止することはありますか. M: 不確定性原理から, どう考えられますか ?

08s3045: 
バドミントンラケットは, 全体的に炭素でできていますが, 性能の良いラケットは一部フラーレンが使われていて, 良くしなります. フラーレンも同じ炭素なのですが, なぜフラーレンが入ると良くしなるのでしょうか ? M: フラーレンが商品に使用されているとは知りませんでした.

08s3046: 
ネオンサインはさまざまな色の光を発光していますが これはネオン自身が発光している色なんですか ? それとも他の方法でさまざまな色の光を出しているんでしょうか ? M: ネオンサインといっても, ネオンだけが使用されているわけではありませんよネ.

08s3048: 
水素原子でしか厳密に解けない方程式を どうして他の原子にも用いているのか ? M: 水素原子と例えばヘリウム原子は全く違う系ですから, 方程式の形は異なります. その意味では, 水素原子と同じ方程式を他の原子に適用しているわけではありません. さてあなたの質問には, 「使ったってイイじゃん」との反発を覚えるというのが, 正直な感想です. 簡単に解ける問題を利用して難しい問題を解く/解こうと工夫する, 厳密には解けないけど何とか解に近いものを得たいと考え工夫する. そういう人類の知識に対する欲求や, 得られた叡智に対する尊敬があまり感じられなくて非常に残念です. また知識というモノが, ただ個別的に存在するのではなくて互いに密接に連携して, 総体としてなおいっそう輝きを放つという世界観に賛同いただけなくて残念です.


Ryo MIYAMOTO, 2009-07-06