物理化学 AI (20090730) M: 以下は宮本のコメント
05s2004: 
例えば, 理工学部 2 号館 1 階にある X 線回折装置について, 量子力学ではどこまでを観測装置とみなし, どこからを観測される力学系と考えるべきか ? M: ええっと, 分けれないというのが, 一つの答えだったかな. それとも, 何を観測するかに依るんだったかな.

05s2062: 
人間のように知恵をもった動物はなぜいないんでしょう ? M: 人より賢くて, 隠れてるんじゃないでしょうか ;-)

05s2083: 
質問の意義は多少理解できるようになりました. M: そうですか, それはよかったですね. しかし, 提出物が要件を満足していません.

07s1006: 
炭素の同素体であるフラーレンにアルカリ金属を加えると超伝導を示す理由を教えてください. M: 

07s3032: 
問題には水素の 2s, 2p, 3s ... 軌道とありますが, そのような軌道はとても不安定に思います. 自然界には存在するのですか ? M: ボーアの提案した仮説に ``定常状態'' というものがあります. その意味は ?

07s3048: 
絶対零度近くまで冷却し, 光ファイバーの百兆倍ほどの反射率をもたせたナトリウムのガスに, レーザー光を入射したところ光の速さが 17 m/s まで減速したという記事を読みました. 実験したからには何か意味があると思うのですが, 速さを遅くした光を使うものって, 例えば何があるのでしょうかね ? M: 私は知りません, 調べて分かったら教えてくださいね.

07s3049: 
フロンガスは世界各地から排出されていたのになぜオゾンホールは北極・南極付近にしかできないのですか ? オゾン層が均一に地球を覆うことはできないのですか ? M: たしか, 極地は太陽光が (相対的に) 弱いので, オゾンの生成量が少ないとか言う話じゃなかったかしらん. その意味ではオゾン層は地球を均一に覆っていない. ま, 調べて確認してみてください.

08s3001: 
金属イオンの色は, 光 (E=hν ) が加わり, 1 つ外の殻に電子が移動し それが戻るときに色としてみえるとあったのですが, 他のエネルギー (熱, etc.) を加えても同じ現象が起きますか. M: 「同じ現象」って, 電子の遷移ですか ? それとも発色のこと ?

08s3002: 
電子が増えると, 電子間反発が生じるならば, He+ はシュレーディンガー eq. で厳密にとけますか ? M: ``水素型原子'', ``水素類似原子'' 等と呼び, 核の電荷を +Ze としていたことを忘れてしまったのですか ?

08s3003: 
研究者として, 第一に心がけることは何ですか. M: そんなの人それぞれだと思いますし, これを心掛けていれば研究者と言える, なんて事は無いと思います. ま, こんなこと考えている暇があったら, 研究対象に思いを馳せろと.

08s3004: 
学問をする上で必要なこととはどんなことですか ? M: 08s3003 に同じ.

08s3005: 
気体は条件によっては理想気体として扱ったりすることができるが, (ちなみに理想気体とは, 分子の体積や分子間力が無視できるということ), 固体や液体は理想固体や理想液体として扱うことはできないのか. M: 教科書下巻を見てはいかがでしょうか.

08s3006: 
ブラックホールは何でできているのか ? またブラックホールができることによって地球に与える影響とは何か ? M: 星の一生など, 天文学や天体物理学の本を見てはいかがでしょうか.

08s3007: 
無重力状態で, 地上で起こる化学反応は例外なく全て起こるだろうか. M: 全称命題はキケンですね :-) 例外の無い規則は無いとも言うし......

08s3008: 
猫はある程度高い所から落下しても特にケガをしないようであるが, 人間にはないような特別な体の構造をしているのでしょうか ? M: ``丈夫で折れない骨, または弾力があって折れない骨'' とかですか ?

08s3009: 
原子核の密度を求めることはできるのか ? また求めるならどのようにすれば求められるのか ? M: たぶん核の大きさ (体積) が問題になるのでしょうね. 核のある粒子線に対する散乱断面積とか, 核力のおよぶ範囲とかが, 目安になるのではないでしょうか.

08s3010: 
1. 強化ガラスを断面から見ると, 緑色に見えるのはなぜか. [板ガラスを横から見るの絵は省略] // 2. ノイマンは電子が「『波であるか粒子であるか』を決めるのは観測ができる人間, そのココロだ.」というトンデモ理論を主張しましたが, 否定できる証拠がないので, それもアリなんでしょうか. M: 1. 当然, ガラスにそのような色がついているからですね. ランベルト-ベールの法則もよろしく. // 2. 逆です !!! 新規な主張をする側に立証責任があります. 即ち, 肯定する証拠が無いなら, それはナシです.

08s3011: 
軌道にところせましとならべるための力は人間がもつ力で可能なのですか ? M: 簡単なクーロンの法則ですから, 力の大きさを計算してみれば良いのではないでしょうか.

08s3012: 
0 (s) から t (s) までの時間を n 分割したものを Δt とします. // limΔt→0Δt×n = 0 // limn→∞Δt×n = limn→∞ t/n・n = limn→∞t = t // Δt = t/n であり, n→∞ のとき Δt→0 であり, 上の 2 つの式は同じ意味だと思います. しかし, 答えが異なるのは何故なのでしょうか ? M: 最初の計算式が間違っていますね. あなたも言っているとおり, Δt→0 のとき n→∞ ですから.

08s3013: 
無重力の中で, 容器に水と油を入れて良く振り混ぜてから放置したところ, 水と油は分離しないという結果になるというのを, 今日の朝のテレビでみました. 表面張力が働いて水と油に分れたりはしないのですか. M: 古来より水と油は混じり合わないものの典型でしょ ? 界面活性剤等の添加物が入っていたのでしょうか ?

08s3014: 
金属は可視光を反射する性質を持つが, 反射する性質を持たない場合というのは光の波長を短くする以外にガラスのように透明になった場合なのだろうか. また, 透明な金属というものは作り出せるのか. M: 前半には, 光の波長を短くすると反射されなくなるという主張が含まれているように見えます. どうして波長を短くすると反射されなくなるのでしょうか ? また, 透明で金属光沢を持たない金属 (!) は, 金属と言えるでしょうか ?

08s3015: 
熱機関において, 効率を下げてしまう要因としてどのようなものがあるのですか ? M: 熱力学発達のモチベーションですね.

08s3016: 
王水とは, 濃塩酸と濃硝酸を 3:1 の体積比で混合したもので, 酸化力が非常に強く, 金や白金なども溶解できますが, なぜ, 濃塩酸と濃硝酸の体積比が 3:1 で混合したものだと酸化力が非常に強くなるのですか. また, 違う体積比の場合はどうなるのですか. M: 王水中に存在している化学種は何でしょうか ?

08s3017: 
強大なエネルギーを今見つけられていない所から出てきたら, 新しい学問ができたりするのでしょうか ? M: あぁ, できるかもしれませんねぇ.

08s3018: 
もし片方の極しかない磁石が作られた場合, どのようなことが出来るのでしょうか. M: 現在の物理学をひっくりかえすことができる ;-p

08s3019: 
何事においても先入観は持たない方が良いのですか ? M: 08s3007 参照.

08s3020: 
電子の波動は電子ができたときから変わったりしていないのか. M: 勘違いしているような気がします. ``電子の波動'' において, 振動している物理的な実体は, 何だと考えているのでしょうか ?

08s3021: 
複素関数を実関数で表す方法には, 符号のとり方で 2 つの流儀があるようですが, どちらかに統一されないのですか. M: 世間では Condon & Shortley の方式の方がつじつまがあっていると見なされているようです. マッカーリ・サイモンの教科書では, それを採用していません. にもかかわらず, 未だ破綻がない (顕在化していない) のは, 昇降演算子が出てきていないからかも.

08s3022: 
ルジャンドル陪関数の規格化条件が (6.29) になるのは どうしてか ? M: (6.29) は, ``規格化条件'' ではありませんが ?

08s3023: 
昇華性のある物質で液体の状態をつくることはできるのでしょうか. M: 昇華性の有無って, どういうことでしょうか ? 状態図 (相図, phase diagram) を見れば良いのでは ?

08s3024: 
普通透明なもの (窓ガラスなど) は光を通してしまいますが, 例えば透明のガラスでできた箱などがあって, その中に光をとじこめることは可能ですか ? M: 可能/不可能を私が答えることに, どんな意味があるのでしょうか ? ちなみに答えは既に質問文の中に含まれているのでは ?

08s3025: 
エネルギー消費を抑えるために電車を整備して, 車の利用を減らそうということをしている国がみられますが, 日本ではどれくらいの効果があるでしょうか. M: ちょっとそこまでお買物という車の利用に対しては, 電車の整備は可能ですか ?

08s3026: 
フッ素樹脂は, どうして水をはじく性質を持っていたり, 薬品に強い性質を持っているのですか ? M: なぜ疎水性なのか, フッ素化合物の専門家に聞いてみてはいかがでしょうか ?

08s3027: 
ハロゲン化銀の溶解度積は, ハロゲンの原子番号が増加すると小さい値となるが, これはどのようなことに起因しているのか. M: ファヤンスの規則でしょうか ?

08s3029: 
酸性雨が発生する原因は何ですか ? M: 酸性雨ですか, 一時期流行りましたね. 酸性雨・環境ホルモン・地球温暖化と, 環境問題の流行も変遷 (?) していますね.

08s3030: 
ドライアイスの結晶構造はどうなっているのですか ? M: 化学便覧などで調べて見れば良いのではないでしょうか ?

08s3031: 
なんのために trivial の解が出てくるのかがよくわからなかったです. M: 数式の解が出てくるのに, 目的なんて無いでしょ ? 数式は抽象化されているから汎用の道具となっているのだと. で, 目的不明でも, trivial solution が解であることには間違いない.

08s3032: 
工業的に物を切断する装置にダイヤモンドカッターとウォーターカッターがあるのですが, ダイヤモンドカッターで切断できない物 (例えば大きめの鉄塊でもウォーターカッターは切れるという説明を見て, 明らかに固さが違うものでも条件がそろうと (圧力, 温度等) どのような物質でも切断能力を持つことができるでしょうか. M: 基本的には 08s3007 参照なのですけど, まあ切れなかった場合には ``条件が揃わなかった'' としておきましょうか.

08s3033: 
水素原子の確率密度の和が球対称であるのは なぜですか. M: 異方性を生じる外部からの摂動が無ければ, 球対称になるのは自明なのでは ?

08s3034: 
重力は物質の合成の際, どのように影響するのでしょうか. また, 無重力でしか合成できない物質は存在するのか. M: 化学反応に重力の影響は, 現在のところ考慮されていないようです. しかし, 現実の反応には, 物質の拡散や溶媒和の効果などが効いてきます. したがって, 場合によっては何らかの影響や, 無重力 (微小重力) 下でしか合成できない物 (あるいは逆に重力下では困難な物) があるかもしれませんネ. 研究してみてはいかがでしょうか ? ちなみに, 比重の著しく異なるものが, 微小重力下では容易に混合するという話は, 聞いた覚えがあります.

08s3035: 
ベンゼン環についた側鎖のアルキル基はなぜどれも KMnO4 で処理すると安息香酸になるのか. M: 反応機構を考えてみてはいかがでしょうか.

08s3036: 
問題によって関数を用いた方がいい場合や行列を用いた方がいい場合など, 様々ありますが, 初見の問題を解く際, どこに注目すると最も効率のよい解法が見えてくるのでしょうか ? M: 「野性の勘」かもしれません ;-)

08s3037: 
清汗[ママ]スプレーに Ag が使われていたり, くつの脱臭に 10 円玉が使われたりしているが, 同じ族の金にも, 脱臭効果はあるのだろうか. M: 金の反応性について, どのように習いましたか ? ていうか, 高校の教科書レベルで, 何と言っているでしょうか ?

08s3038: 
物を使っていくと外側がすり減っていくが, すり減ってしまった部分はどんな物質であれチリとなってしまうのか. M: 08s3007 参照.

08s3039: 
磁石の磁力をなくすることは可能ですか ? M: 例えばキュリーの法則とか, 外部磁場に対する磁化のヒステリシス曲線とかを, 考えてみればいかがでしょうか.

08s3040: 
電子が励起状態になるとき, その電子はどのようにして s 軌道から p 軌道へ移動するのですか ? M: 量子論では, 古典的な意味での「どのようにして」は問わず, 遷移前後の状態と遷移の確率だけを考えます.

08s3041: 
蛍光管は紫外線を蛍光体に当てて可視光線に変換していますが, ただ電子が光を吸収して励起状態になり, そこから基底状態に戻る際に余分なエネルギーを光として放出するだけでは吸収した光と放出する光の波長は全く同じになってしまいます. 光の波長が変換されるのはどのような仕組みによるものなのでしょうか. M: 教科書 15.1 節や, その他の類書を見てはいかがでしょうか.

08s3042: 
地球は傾いて自転していますが, 他の惑星はどうなのですか ? M: こういう時に簡便に参照できるのが理科年表ですね.

08s3043: 
対称性以外の点から縮退していることを知る方法はありますか ? M: (エネルギー) 固有値が縮退していることは, 偶然にも起こり得ます. また一方で, もしも完全に縮退していればスペクトル上では一本線なので, そこに複数の遷移 (状態) が縮退しているとは, 実測から知ることは困難です. したがって, 理論的に対称性などの議論から縮退を予言するなり, 遷移のエネルギー (状態のエネルギー) を計算して偶然縮退を予言するなりするのが普通でしょうね.

08s3044: 
電子は常に動き続けていますが, 止まってしまうことはあるのでしょうか. M: 不確定性原理を考えてみましょう.

08s3045: 
・地球のような重力下で, 人工的に無重力空間を作ることは可能ですか ? // ・無重力空間でしか生成できない分子は存在すると思いますか ? M: 無重量空間は実現可能ですね. 宇宙飛行士の訓練とかの話を, 見たこと/聞いたこと無いんですか ?

08s3046: 
放射能は生物にとって悪影響を及ぼすイメージがありますが, 例えば, ジャガイモに放射線を浴びせたら殺菌効果で芽が出なくなるといった, いい効果は何かありますか ? M: 「いい効果」とは何ですか, 誰にとっての「いい効果」なのでしょうか ? それは他の人/物に対しても「いい効果」ですか ? ちなみに *殺菌効果* のために芽が出なくなるとは, 寡聞にして知りませんでした.

08s3048: 
可逆変化がおこるものもあるのに, どうして不可逆変化しかおこらないものもあるのか. M: えぇ〜〜〜っ! 今さら, 熱力学の第二法則を知らないと言うんですか ??


Ryo MIYAMOTO, 2009-08-03