構造物理化学 II (20120201) M: 以下は宮本のコメント
10s3001: 
蛇口から水を勢いよく出したとき, 物質とぶつかると水はあらゆる方向にはじかれますが, どういった仕組みによるのですか? M: 普通の力学の問題でしょ?

10s3002: 
虹はどうして円形にあらわれるのか. M: 既出

10s3003: 
現在, どこまでの原子オービタルの形を機械などで実際にみることができるのか. M: ``どこまで'' とは?

10s3004: 
納豆の中にはアンモニアが含まれているそうですが, そのアンモニアを抽出するためにはどのような方法がありますか. M: 本当に含まれているのか? なぜ抽出する必要があるのでしょうか?

10s3005: 
物質の表面張力の大小は何によって決まるのか. M: 表面は何からできているか?

10s3006: 
昔, 小学校の自由研究で雪の結晶について調べたことがあったのですが, どうして全て同じ形ではなく, 異なったりするのですか. M: 既出. 20111109 の 09s3032 参照

10s3008: 
シュレーディンガー方程式に限界はありますか? M: 既出のような気がするが... まあ少なくとも相対論的効果は考慮されていないし, また物理的な実在を持たないもの (幽霊とか思考とか) は扱えないでしょう.

10s3009: 
$ \sigma_g$1s と $ \sigma_u$1s オービタルとあるが, ここで g と u はオービタルにおいてどのような違いがあるのか. M: テキスト p.367 参照

10s3010: 
インフルエンザには様々な型があるのにインフルエンザと 1 つにくくられるのは何故でしょうか. M: アゲハ蝶 とくくられる蝶にも色々な型があり, ヒトとくくられる生物にも様々な人種がありますネ.

10s3012: 
分子の結合角は決まっていますが, それを人為的に変えることはできるのでしょうか? また, 変えることができた場合, その分子の性質が変化するのでしょうか? M: なぜ特定の角度を持つのでしょうか? 結合距離や結合角が少し変化すると, どうなるのでしょうか? その変化した角度を保持させるためには, 何が必要でしょうか?

10s3013: 
どうして, ファインマンは数式を使わずして, 当時最良とされていたセキュリティを備えた金庫破ることができたのでしょうか. それもいくつか. M: 彼がどうやって破ったかは知りませんが, 現代でもセキュリティの最大の弱点はヒューマン・ファクターであり, 破るために有効な手法はソーシャル・ハッキングだと思います. これには数式など全く使いませんネ.

10s3014: 
カルボニル化合物への酵素触媒による付加反応では, エナンチオマーの片方のみが生成するらしいです. なぜ酵素は, この反応でエナンチオマーの片方だけを生成させることができるのですか? M: それは生体内の反応でよく見られる話では? 酵素はキラルな反応場を持っている, と言われるのでは?

10s3015: 
有機化合物に光が吸収されて電子遷移が起きた場合, その化合物の屈折率はどのように変化するのでしょうか? M: 励起状態が失活してしまえば, 元と同じですね. 失活せずに励起状態の分子がある程度の時間残っている場合には, 励起分子と基底状態の分子の誘電率などの物性や安定構造などが異なれば, 屈折率は変わるでしょう. また, 励起分子が失活してそのエネルギーを周囲の分子に熱として与えれば, 物体が膨張したりするかもしれませんね. 後者には ``熱レンズ'' というキーワードを示しておきます.

10s3016: 
太陽での爆発によりオーロラが見えるらしいのですが, それはどの様な原理で見えるのですか? M: あいまいな話ではなく, ちゃんと調べて, きちんとした本を読んで理解した方が良いのでは? 原理については, 量子化学とも深い関係がありますヨ (分子の発光スペクトル).

10s3017: 
水が 0 $ ^{\circ}$C いかになることはあるが, 100 $ ^{\circ}$C 以上の水は存在するのか. M: 水を構成している H$ _2$O 分子が壊れない限り, 水は水では? あるいは相図を見よ.

10s3018: 
フラーレン C$ _{60}$ のようにケイ素で Si$ _{60}$ のようなものは作れるのか? M: 面白そうですね.

10s3019: 
結合性オービタルと反結合性オービタルの計算から結合次数を求めていますが, 結合次数が整数にならない場合 どのような電子配置になっているのでしょうか. M: 分子により様々でしょう. 例えば水素分子イオン H$ _2^+$ とか, スーパーオキシド・アニオン O$ _2^-$ など, 色々と自分で考えてみればいいのでは?

10s3020: 
同じ気温なのに, 降ってくる雪の状態が異なるのはなぜですか? M: 10s3006 参照

10s3021: 
難溶性の塩, 例えば AgCl はなぜ難溶性なのだろうか? M: まずは反応物理化学で学ぶ言葉で説明されますネ. そして次に, その一段階上の説明は, どうするんだろうか?

10s3023: 
マイナス 1 価の鉄イオンは, どのような環境にすれば観測できるのでしょうか? M: かなり特殊な状態に思われます. ちょっとすぐには思い付きません.

10s3024: 
酸性や塩基性の溶液は種類によって「完全解離する」「ほとんど解離しない」などと書かれてあるが, それはどのようにしてわかったのでしょうか. M: 酸や塩基であれば pH を測るのはどうでしょうか?

10s3025: 
二原子分子の場合も H$ _2$ と同様に波動関数も求められるのですか. M: 電子の数が多くなると波動関数を求めるのが厄介になるのは, 多電子原子の事情と同じです. Chap.11 参照.

10s3027: 
$ \psi_\pm$ の図について, $ \psi_-$ でゼロの点があると, どうゆう事になるのか. M: 箱の中の粒子の問題や調和振動子の問題等で, 波動関数にゼロの点があるとどういうことになりましたか?

10s3029: 
電気陰性度は なぜ F が一番強いんですか? M: 電気陰性度って強弱のあるものなのですか? マリケンの定義では, イオン化ポテンシャルと電子親和力の算術平均ですね.

10s3030: 
「まほうびん」は何故温度を保てるのでしょうか. M: デュワー瓶 って知らないのかな?

10s3031: 
物理定数はどのように決めたのか. 決める人によって, 違いはないのか. M: 測定値に端を発している. 個々の値については, 中間レポートのネタか? それとも CODATA (科学技術データ委員会) の話?

10s3032: 
レーザー等のセンサーから探知されにくくするステルス技術は, 主に軍事技術として使われていますが, 軍事目的以外で, ステルス技術は何かに使われていますか? M: 本州四国連絡橋のような巨大な橋の橋脚や, 鉄塔, 高層ビルなどの建造物で, 放送や通信の電波が反射され, ゴーストなどを生じるなどの障害の軽減に, 電波吸収材を塗るという話を聞いたことがあります.

10s3033: 
アルコールを飲んだら体があったまるのに雪山で遭難したときに飲まない方がいいのは何故ですか. M: 酔って正常な判断や行動がとれなくなると危険だからでは?

10s3034: 
どうして超電導が起きるのですか. M: BCS 理論とかクーパー対とか言ってみるテスト.

10s3036: 
先生は学生時代物理化学をどうやって勉強していましたか. M: 普通に勉強してましたけど.

10s3037: 
宇宙の膨張はどのように確認されているんですか. M: ハッブルと唱えてみよう.

10s3038: 
希土類元素はなぜ地球上での存在量は多いのに「希 (まれ)」の字がついているのか (なぜ希少という意味があるのか) ? M: 中間レポートのネタか? 発見された当初は, 地球上での存在量が多いことまではわからなかったのでは?

10s3039: 
空気中の成分にアルコールが含まれていますが, どうやって発見できたのか. M: これも中間レポートのネタかな? 主要成分である窒素や酸素などの割合を合計しても 100 % にわずかに足りなかったからだと聞いています.

10s3040: 
磁石の磁力は強くなることはあるのですか? M: 鉄クギを磁化させて遊んだことはありませんか?

10s3041: 
先生は色々な質問に答えて下さっていますが, 答えるのに苦労するような苦手な分野などはありますか? M: 苦労するのは苦手な分野だからではない. 答え方を工夫するので, 苦労はあまりないような気が…

10s3043: 
金は反磁性ですがミクロな粒子になると常磁性になるのはなぜですか? M: 本当ですか? それは知りませんでした. あ, PRL の論文があるんですね.

10s3044: 
危機的状況に陥ると, 時間の流れがゆっくりに感じると言いますが, 肉眼でも捉えられない速さのものを捉えることはできますか. M: もしも ``肉眼でも捉えられない'' ものを捉えることができたならば, 矛盾では?

10s3045: 
太陽系の惑星の公転方向はだいたい同じ方向だったと思うのですが, 公転する方向は, どのようにして決まるのでしょうか. また, 自転の方向を決める要素もあるのでしょうか. M: 太陽系が形成される過程を考えてみればいいのでは.

10s3046: 
スギ花粉が, 花粉症を引き起こすだけでなく, ヒトの細胞を破壊することが分かりました. 有害性の高い杉の必要性はあるのでしょうか? M: 一般家屋の建材に使われるため, 広く植林されたのでは? 今では日本の山林の緑化をも担っている.

10s3047: 
市販の磁石の磁力をどうにかして無くすことってできませんかね? M: 材料の磁化のヒステリシスを見ればわかるのでは?

10s3048: 
金 Au は単体で常磁性を持つことが明らかになりましたが, 磁石 (電磁石など) を用いて, 地殻中に含まれる金, 砂金などを集めることは理論的に可能ということになりますか? また, もし可能な場合には, 金の価格は下落しますか? M: 常磁性体は磁石にくっつくか? 地殻中に存在するもので磁石にくっつくものは金だけか?

10s3049: 
太陽粒子が GPS に影響を及ぼすのはなぜ? M: 太陽粒子とは? GPS の原理は? GPS の個々の構成要素は太陽粒子とやらの影響を受けるか?

10s3050: 
物理の問題で人工衛星の落下時刻や地点を正確に予測するのは困難である, とあったのですが, 困難であるということは複数の予測困難なことがあると思うのですが, 風の抵抗や空気圧抵抗くらいしか出てきません. 他にどのようなものがあるのでしょうか? M: 空気圧抵抗って何ですか? ところで, 大気圏上層部の大気の密度などは, いつも正確に分かっているのでしょうか? 人工衛星の形状や向きは分かっているのでしょうか?

09s3001: 
ニュートリノは物質透過性が強いですが, 固体を透過する時は気体中を移動するよりも速度が遅くならないのでしょうか. M: 物質透過性が高いのはナゼか? 媒質中を移動する時に速度が変わるのなら, それはナゼか?

09s3003: 
二酸化炭素を利用して発電することは可能ですか? M: 自分で考えてみてはいかがでしょうか? もしも大発明なら...

09s3004: 
$ \pi$-オービタルをもたないエタンは 62500 cm$ ^{-1}$ に至るまで強い吸収を示さないのはなぜですか? M: ボーアの振動数条件を元に考えてみてはいかがでしょうか.

09s3005: 
高速液体クロマトグラフィーの検出器では紫外吸収検出器が最も一般的に使われますが, この検出器にはどのような利点があるのですか. M: 機器分析やクロマトグラフィーの教科書に書いていないのですか? 検出器として, 他にはどんなものがありますか?

09s3006: 
電子レンジで熱容量や粘度の大きい液体 (牛乳, ポタージュなど) は, 長く加熱し続けると急に膨張して爆発するのはなぜですか. M: 粘度の小さい液体 (純水?) の場合には, そういうことは起こらないんですか?

09s3007: 
バンド構造でフェルミエネルギー付近に状態が入っている場合, その物質は導体と言えますか. M: 固体物理・物性物理を勉強してはいかがか. 導体・半導体・不導体 (絶縁体) の性質が違うのは, バンドを用いてどう説明されますか?

09s3013: 
s, p, d, f の文字はそれぞれ, sharp, principal, diffuse, fundamental という意味らしいですが, 何故この意味なのですか? M: それら spdf の語源が書いてあった本に, 歴史的経緯は書いていなかったのですか? 原子のスペクトルの輝線が, 鋭かったりぼやけていたり, 強度が強かったりと.

09s3014: 
ニトログリセリンは狭心症の薬としても使用されますが, 爆薬で使用される場合とはどのような違いがあるのですか. 全く同じものなら薬が爆発するという事故が起こりそうで恐いです. M: ``どのような違い'' って, 何を想定しての話ですか? ある物質の性質が, 使用目的によって変化するということでしょうか? 分子が使用目的を察知して性質を変化させる??

09s3016: 
高校の時に物理の先生が「実はディーゼルエンジンは, 熱効率がとても良くて排気も少ない」とおっしゃっていたのですが, なぜ今はディーゼル車が少なくなっているのでしょうか. M: ヨーロッパでは普及率が高いようですネ.

09s3018: 
風邪をひいた時, 関節が痛くなるのは何故ですか? M: インフルエンザの可能性がありますネ.

09s3019: 
科学捜査において, 人体にかかった荷重や加速度などを計測できる装置を導入し, 転落事故などに役立てるとニュースでやっていたのですが, このような装置は, どのように用いられるのでしょうか. M: ちょっと見当もつきませんね.

09s3020: 
理工 2 号館 1 F に NMR 測定室があります. NMR は強力な磁場で測定しますが, 近くにいると人体に何か影響を及ぼすことはあるのですか. M: シールドしていても, やはり磁場の漏れはあります. 心臓のペースメーカーなどをつけている人は, 近寄ってはいけません.

09s3021: 
様々なにおいがあると思いますが, どんなにおいも空気清浄器を用いると大概消えるのですが, どのような構造でにおいを消しているのですか? M: 取扱説明書に一言くらいは書いてありませんか? 原理によってメンテナンスの方法や使用制限が異なると思いますので.

09s3022: 
同位体効果が, 原子番号が小さい程大きくなるとされるのは何故ですか? M: 同位体置換して, 何を測るのでしょうか? それに関連する原子の物性は何でしょうか?

09s3026: 
私達が普段浴びているラジオ波やマイクロ波などの電磁波は私達人間だけでなく地球にも何か影響を与えているのですか. M: 地球を構成している物質と電磁波との相互作用を考えてみればいいのではないでしょうか?

09s3027: 
(先週のつづきですが) どうして原子の質量は変化しないのですか? それをどうやって証明したんですか? M: 証明しなければ分からないような, 難しい問題ではないと思われますけど? 逆に, あなたはどうして原子の質量が変化するものだと考えているのでしょうか?

09s3028: 
地震多発の原因は? M: 現在多発しているのでしょうか? 東日本大震災の後, 色々と解説されていたのですけど, 見ていなかったのでしょうか. そうそう, 余震発生のメカニズムは?

09s3031: 
音を伝える物にスピーカーなどがありますが, 実際の音源に限りなく近づいた音を出すには, どのような方法がベストだと思いますか? M: ``実際の音源に限りなく近づ'' くとは, どういうことですか? そもそも何が音源に近づくのでしょうか?

09s3032: 
もし, 地球の自転が停止したら その瞬間に地球で活動している私達に慣性は働くのでしょうか? M: ``その瞬間'' って, どういうことですか? 自転が急停止する (一瞬で停止する) ということ? これって, エネルギー保存則とか角運動量保存則とかの物理法則を満たすんですか?

09s3036: 
ニュートリノが光より速いと証明されたら, 相対性理論はくつがえるのですか? M: 相対性理論を勉強してみたら分かるのでは?

09s3037: 
核間距離とは どのように測ったのですか? M: 小さくなる光線を浴びた人が, モノサシで測ってきたのでは? ;-p

09s3038: 
放射能の除染とは何をどこまでやるのですか? 放射線量低減に大きな効果はあるのでしょうか? M: 現在進行形の事象なので, 関連情報は巷に溢れているのではないでしょうか. 何をどこまでやるかは, 必要性とコストで決まるものでしょう. 効果の程度については, 必要なレベルの低減化が達成可能な方法を選択すればいいだけでしょ.

09s3040: 
地球の内部に含まれている元素は地震波による, 粘度や密度の分析によって解明されたらしいのですが, では, 太陽系の他の天体の構成元素はどのようにしてわかったのですか. M: どうして同じ原理を適用することを考えないのでしょうか? :-p

09s3041: 
同素体は元素によって数が決まっているのか. それとも無限に存在するのか. M: それを知ってどうするのか. 無限個を調べ尽くせるのか?

09s3044: 
理想気体の熱容量は温度に依存しないのはなぜですか. M: 反応物理化学で習いませんか?

09s3045: 
積分を電卓で行った場合と, 手計算を行った場合とで, 計算結果が異なっているときがあるのですが, それはなぜか. M: 計算間違いとか, 操作間違いとかなのでは?

09s3046: 
ある溶液にある溶質を溶かすと, 凝固点は降下するのになぜ沸点は上昇するのですか. M: 反応物理化学で学びませんか? マッカーリ・サイモンの (下) の §25.3 参照.

09s3047: 
同素体の発見は, どのような研究内容から導かれたのですか? M: 何かから導くものなのでしょうか? 単に発見しただけでは? 中間レポートのネタか?

08s3010: 
近似を突き詰めていって解析解に到達する (発見する) ことはあり得るか. M: 一般には, アプローチの方法が違うので, なさそうだけど. でも偶然はあるかも. 例題 7.1 では試行関数が偶然に解析解と同形だったわけで...

08s3013: 
この世界は八次元からできているといいますが, なぜ我々は 4 次元しか観測することができないのですか? M: 誰が ``この世界は八次元からできている'' と言っているのでしょうか? で, それは正しいのでしょうか?

08s3023: 
星の大きさや組成は どのような因子で決まるのか? M: 星の誕生の仕方を調べてみてはいかがか. 星が生まれる空間に存在する物質の種類と密度ではないかと予想してみる.

08s3039: 
シンセサイザーは電子音から音程を作っていますが, 様々な音色にも変えられます. 電子音の音色はどのようにして作られるのですか? M: あなたの言っている ``電子音'' って, 何ですか? 単なるピコピコ音ではなさそうだが. シンセサイザーの原理を調べてみましたか? いわゆる音色については, 高調波成分が重要. ということでフーリエとかスペアナとか言っておく.

08s3042: 
結合次数がの値では片方の分子の方が大きいのに実際には結合次数の小さい分子の方が結合が強いことはないのか? M: 非常に特殊な分子ではそうなる可能性を否定しないが, 一般には無いだろう. さもなければ「結合次数」の意味がない.

08s3050: 
クモの糸をたばねると飛行機をも止めることができるときいたことがあるが 人工的にクモの糸をつくることで実用化できないのはどの工程でムリがあるからか. M: 最近, 遺伝子組替えの技術を使って, 蚕にクモの糸を吐かせる事に成功したという記事を見たような気がする. でもまだ, クモの糸の成分を含んだ絹糸ということらしい.

07s3007: 
結合次数が 1 のとき単結合となりますが, 1/2 のときは, どのような結合になっているのでしょうか. 単結合より弱い結合なのか, 単結合を形成し, &oplus#oplus;の電荷を持つ分子のみが結合次数 1/2 をとり得るのですか. M: 水素分子イオン H$ _2^+$ はどうでしょうか? 一方の水素原子上に正電荷を持つ構造はありうるでしょうか. 二つの水素原子は等価なはずですけどネ.

07s3044: 
雪の結晶が様々な形状をとるのはどのような条件によるのか. M: 10s3006 参照

07s3048: 
膨張色はなぜ膨張して見えるのですか? M: 論理が逆では? 膨張して見える色だから膨張色と呼ばれるのでしょ.


Ryo MIYAMOTO, 2012-02-03