qa20161007d

構造物理化学I (20161007) M: 以下は宮本のコメント

16s2001:: どうやって物理化学は法則についてそれを方程式に表すのか. M: 他の科学と同じでは?
16s2002:: 化学を深く学ぶためには数学や物理学を学ぶことは必要条件だと思いますが, 果たして十分条件なのでしょうか. つまり, 数学や物理学を学ぶ人たちは同じように化学を学ぶことが前提になっているのですか. M: ``つまり～'' 以下, ``十分条件'' という用語の理解が変です.
16s2003:: シュレーディンガー方程式で原子の特性は分からないのですか. M: 勉強すれば分かる?
16s2004:: 先生が紹介してくださった参考書に難易度の違いなどはありますか. // お話の中で分子の形の話題がありました. 高校では非共有電子対, 共有電子対の反発で分子の形が決まると習いましたが, 量子化学ではさらに詳しい理論などを学べるのでしょうか. M: 当然, 参考書は個人の能力や要求に合わせて, 適宜選択するものです. // VSEPR モデルは結合角については定性的に良い線をいってますが, 定量性はありません. また結合距離については何も言っていません.
16s2005:: シュレーディンガー方程式が水素以外で厳密に解くことができないのはなぜか. M: 多体問題
16s2006:: 化学を物理的にアプローチする学問である物理化学が存在するならば物理を化学的にアプローチする学問は存在するのか. M: 化学物理 Chemical Physics
16s2007:: 物質が光を吸収して色が見えるという話でしたが, 原子そのものが光を吸収するのですか? M: ``そのものが'' とは, どういう意味か? // 分子 (物質) 中の電子がエネルギーを吸収する。
16s2008:: シュレーディンガー方程式は, なぜ記述できたのか. 運動方程式同様に導くことは出来ないのに. // なぜシュレーディンガー方程式を用いれば, 原子, 電子, 等が記述できるのか. また, 出来るのに全体像が解明されてないのはなぜか. M: より基本的な定理から導出できないだけで, 世界の記述はできてもいいのでは? // うまく記述するように作ったから. 16s2024 参照 // 複雑だから. 興味を持ったあなたがやればいいのでは? 何をもって ``全体像'' と言うのか.
16s2009:: 高校では, ほとんど暗記という方法で学習していたが, 大学での勉強方法は, 高校の時とは大きく違うのか. M: 話が伝わっていなくて残念. 自分で判断できないのはナゼか?
16s2010:: これから講義をうけていくと納得することかと思いますが, シュレディンガー方程式で分子の性質がわかることについて, 疑問に思います. その答えは数字として出てくるものなのでしょうか? また, その結果から分子の反応の動きがどのようにわかるのでしょうか? M: 方程式なので解は関数や数値で得られる. 結合距離・結合角, 電荷分布や生成熱等, 分子の性質を精密に議論しようとすれば, 物理量について数値を用いて議論しなければいけない.
16s2011:: 疑問を追求していった先にあるものは絶対にこうなるという法則や規則だけなのか, 確率的に決まる法則や規則があるのか知りたいです. M: 不確定性原理 // 物理量と固有値の関係
16s2012:: なぜ物理化学の中で統計力学や熱力学など多くの化学に細分化して化学を理解しなければいけないのか? M: 誤解の予感. // せっかく揃っている道具を利用しないのは損では?
16s2013:: 大学は勉強する方法を勉強するところという先生の見解がありましたが, 教える側の立場として, 勉強方法を生徒に定着させるためにどのような取り組みを行っていますか. M: 勉強方法をシラバスに記載している. // マニュアル化された方法は無い. 個人が実践的に身に着けるもの.
16s2014:: シュレーディンガー方程式を解くことができれば分子の性質のことについては全て分かるということなのですが, それを理解するには, 今までやってきた, 物理学, 数学 (理工系の数学A) の知識だけでやっていけるのでしょうか. M: 一応そのつもりです. 不足は各自で補ってネ.
16s2015:: なぜシュレーディンガー方程式を解けば性質まで全て分かるのですか? M: 16s2008 参照
16s2016:: 物事がなぜそうなるのかというのは法則で説明できるけど, どうしてその法則が存在するというのはわかるのでしょうか. M: それは ``科学'' の守備範囲外.
16s2017:: 先生のおっしゃっていた「大学は何をするところか?」で, 勉強方法や学問の体系を学ぶ所だという考えをお聞きしました. それは, 私たちの言った専門的な勉強などとは違って, 大学の外では学べないということですか? M: 他人との議論や他人に教え・教えられるということも, 重要な要素ですが, 大学外では議論の相手を探すことは困難です. また学問の中心や先端, 他分野との関連は, その分野の研究者・専門家がいる大学じゃないと分かりにくいでしょう.
16s2018:: 原子核の周りに存在する電子は, 確率によって存在を決められていますが, それは統計などによるものなのか, 他の方程式などの解によるものなのか, 疑問に思いました. M: 統計と方程式の解が, どう異なるというつもりなのか, わかりません.
16s2019:: 大学で教養科目を学ぶ意味は何ですか? M: 教養科目 (liberal arts) ・教養 (culture) は, 精神を自由に・豊かにする.
16s2020:: 物理と化学に共通しているところはありますか? M: 科学 (の一分野) であること.
16s2022:: シュレーディンガー方程式をとくと, 分子のすべての性質がわかると言っていたが, どのような性質が含まれているかわからなかった. M: 質問になっていない. // 16s2010 参照
16s2023:: なぜ物理化学をまだ学んでいない学生に物理化学について質問したのですか? M: 問題意識を持って今後の学習に取り組んでもらいたいから. 個別の知識の暗記だけでなく, 学問体系の俯瞰を身に着けてほしいから. // 大学以上では, ``講義時間に教わっていない'' は, 自分の無知の言い訳にはならない. ``自由に学べる'' ことの裏返し, 無知は自己責任.
16s2024:: シュレーディンガー方程式を解くことで分子の性質が全て分かるということでしたが, シュレーディンガー方程式は必ず答えが出る方程式なのですか. M: 現実の世界を記述するのが目的ですから. 解が現実とズレたなら, 不足の項があり現実を正確に記述できていなかったということ.
16s2025:: 私は高校で学ぶ化学を有機化学, 無機化学, 物理化学と分けて勉強していました. 化学は大きく分けてこの 3 つに分けられると思っていましたが, 今期分析化学という存在を知りました. また, 物理化学の考えを用いて有機化学, 無機化学の反応について説明できることから, そもそも化学をこのように分野化することはナンセンスで, あくまで学ぶ上で便宜上分けているのかと疑問に思いました. // 物理化学は物理的に化学をみること, また, あくまで高校まででの経験ですが, 物理を数式で表したり, 生物の現象は化学反応をみればあきらかだ, ということがありました. 科学の考える量は, 数学＞物理＞化学＞生物だと聞いたことがあります. では, 化学の見方で物理をみることはありますか? M: 有機・無機は, あつかう化合物の種類による (古典的) 分類. どんな化合物も物理法則に従ってふるまうし, 分析的手段により調べられる. もともとは自然を対象とする学問だから, 明確な境界線など引けない. // 16s2006 参照
16s2026:: 物理化学の理論を学ぶという話があったが, 逆に化学物理は存在するのか. また, 存在するとすれば, 化学のアプローチからどんな物理の現象が分かるのか. M: 自分で勉強してみればわかるのでは? 16s2006 参照
16s2027:: シュレーディンガー方程式を解いたら分子の性質以外にもわかることはないのですか? M: 基本的には (原子や分子の中の) 電子の振る舞いを記述する方程式ですから.
16s2028:: 量子化学, 統計化学のような ○○学はいつどうして分かれたのでしょうか. M: ``統計化学'' とは? // 私は知りません. 分けた人に聞けばいいのでは? :-p
16s2029:: シュレーディンガー方程式によって分子の性質がわかるとあったが, その方程式がどのように証明されたか, また, 例外としてシュレーディンガー方程式でも分子の性質がわからない場合があるのか知りたいです. M: 16s2008 参照
16s2030:: 1 回の授業で教科書どのくらい進みますか? M: 単純計算なら, ページ数を回数で割る.
16s2031:: もしも, 未知の分子が発見されたとしても, Schrödinger 方程式は解くことができますか? M: 成功した科学理論は, 現実を追認するだけでなく, 予言もできる.
16s2032:: シュレーディンガー方程式を解くと性質がわかるというのは, 有機化学で例えば分子を合成し, 合成する前に性質が分かるのか, それともつくってからでないと分からないのか疑問です. M: 質問になっていない. // 通常の言葉通りの意味. 16s2031 参照
16s2033:: 宮本先生は何の研究をされているのでしょうか? M: 電子スピンをプローブとした遷移金属錯体・希土類金属錯体の構造化学ですが, それを聞いてどうするのか?
16s2034:: 構造物理化学において, 物理・数学はもちろんですが, 他にこういう勉強はしておいた方がいいというものはありますか. // また, 授業とは関係ないですが, 今回のノーベル科学賞のナノマシンというのはこれからどのような用途に使われていくのでしょうか. M: 構造物理化学を勉強すればわかるのでは? // 他人に教わらずに, 自分で用途を工夫すればいいのでは?
16s2035:: シュレーディンガー方程式で水素, 二原子分子をおさえることができたら, その後はかなり複雑な分子のふるまいもその発展でわかるのか? // また存在しない分子や希望する分子のふるまいも想定できるのか? M: 勉強すればわかるのでは? // 言葉使いが少し変. 16s2031 参照
16s2036:: シュレーディンガー方程式で解けない分子をつくることはできないのですか? M: 16s2024 参照
16s2037:: 粒子の運動に波動は関係あるのですか? // 目に見えない現象の方程式などは 100 % おこるのですか. M: ある. // 小さくて肉眼では見えなくても分子は実在するし, 分子に由来する現象は起こっている. この現実に疑問の余地はない.
16s2038:: 「大学は学問の大系を学ぶ」という所でいろんな学問を学ぶことで, 問題に対する考え方を多方面に持つことができるのではないか, と思いました. 必修で習う科目における考え方以外を身につけたい時は教養教育科目をとることでおぎなうことができると思ったのですが, それ以外で他の考え方を身につけたい時にはどうすれば良いと思いますか? M: 講義科目に縛られずに, 自由に好きなことを勉強すればいいのでは? 16s2019, 16s2023 の後半も参照
16s2039:: 現在の日本や世界における「物理化学」の分野はどのくらい進歩しているのでしょうか. M: 進歩の程度をどう測るか?
16s2040:: 量子力学を用いて電子, 原子, 核の性質を知るとありましたが, 量子と素粒子の違いは何でしょうか? M: 複合粒子は素粒子ではない.
16s2041:: シュレーディンガー方程式によって分子の性質以外に何がわかるのか. // シュレーディンガー方程式はどのようにして導かれたのか. M: 16s2027 参照. // 16s2008 参照
16s2042:: 原子や電子自体がどう成り立っているのかも物理化学を学べば説明できるようになりますか? M: 原子については分かるかもしれないが, 電子には内部構造は無いので......
16s2043:: 化学で, 現象を考えることはないのですか. M: そんな制限は無い. 16s2025 参照
16s2044:: 構造物理化学を学ぶためにはこの教科書にある数学の問題を解けるくらいでなければ, 理解することは難しいですか? M: 必要な数学的素養が数学章に記述されている.
16s2045:: 先生は大学で何を研究されているのですか? 量子化学の他にも研究されているのですか? M: 有機化学や無機化学を研究の対象とする人はいないだろう. 物理化学も同様. // 16s2033 参照
16s2046:: 結論として, 物理化学とは, 分子の性質を全て理解するための学問ということですか? M: 勉強すれば分かるのでは?
16s2047:: [白紙] M: 提出物が要件を満足していません.
16s2048:: 今回, 物理的な化学のことを説明してくださりましたが, 「化学的な物理」というものはあるのでしょうか? あるとしたら, どういったものか教えてください. M: 16s2006, 16s2026 参照
16s2049:: 原子・電子・核の運動はシュレーディンガー方程式で表すことができるが, シュレーディンガー方程式とはどのように証明されたものなのか. // 定量的に物理化学を考えたときに, 例外ということはあるのか. M: 16s2008 参照 // 例外のない規則はない, と予防線を張っておく :-)
16s2050:: 物理化学の分野で物質を創成するために最も必要な分野はどこですか? M: 勉強すればわかるのでは? // 全部, 重要だ!!
16s2051:: Schrödinger さんは, 方程式以外にどんなことをしたのですか. M: 生きて, 死んだ :-p ``生物は, 負のエントロピーを食べて生きている.''
16s2052:: 物理化学を勉強することで, 化学に関する「どうしてそうなるか?」をすべて説明できるようになるんですか. M: 原理的, 理想的には, そうだ. 16s2049 の後半も参照
15s3005:: なぜシュレーディンガー方程式で分子の性質が全てわかるといえるのか. // 「水素原子の電子は角運動量が $\DS \frac{h}{2 \pi}$ の整数倍である円運動のみ運動をする」という仮定で水素原子のモデルがわかり, 水素原子のスペクトルがわかるのか. M: 分子の性質に心霊的な要素はないから :-p // 言葉使いが変. その仮定自体がモデル. 他にも仮定はある. 教科書を読めばいいのでは?
15s3007:: 昔の人たちは, 何をもとに化学的な・物理的な考えをもつようになったのか? M: 本人に聞けば? :-p
15s3014:: H と O から HO ができるという話をしていましたが, エネルギーの与え方が変わると収率などに影響がでることはありますか. M: 一般には, 変わるかも. 自分で調べてみれば?
15s3025:: 教科書を読んだ時に, $\DS$ KE $= \frac{1}{2} m v^2 = h \nu - \phi$ (1.6) $\phi$ は金属の仕事といわれ, 孤立原子の場合のイオン化エネルギーに相当するとありましたが, それは何故ですか? M: 何が起こっているのか? どういう仕事なのかを考えればわかるのでは?
15s3028:: 偉大な発見をした学者と今の日本の学生との学習環境の違いのほかに, どういったものが異なっているとお考えですか. (複数回答希望) M: 個人の意見じゃなく, 事実を調べれば?
15s3039:: 量子化学と量子力学は何が違うか? M: 字が違う :-p 自分で本を読み比べてみれば?
15s3041:: スペクトルの部分を見てて思ったのですが, スペクトルによる物質の分析などの実例はありますか? また直接的でなくとも何かに使われていますか? M: 分析化学の教科書を見れば?
14s3007:: 構造物理化学I では第 1 章から第 5 章までの範囲となっていますが, 1 章でプランクが 17 章での考えを用いて式を導いたとありますが, このような場合, 構造物理化学I ではどこまでつきつめて考えれば良いのでしょうか? M: 自分で自由に学習すればいいのでは?
15s3034:: 講義の中で物質を合成せずに, 目的の物質を計算だけで判断できるとおっしゃっていたのですがどの程度の分子数くらいのものならそれが可能ですか. M: 分子数に依存しない性質なら, 1 分子を計算するだけで知れる.

rmiya, 2017-01-16