科学

16世紀から17世紀初めまでの変革期

E.オマール著「不思議な数eの物語」より引用 16世紀と17世紀の始めとに、あらゆる分野で科学の知識が大きく発展した。幾何学、物理学、天文学は遂に古い教義から解放されて、人々の宇宙の理解を急速に変えた。コペルニクスの地動説は、教会の権威に1世紀近…

デンプン

Wikipediaからの引用 デンプン(澱粉、Starch)とは、分子式の炭水化物(多糖類)で、多数のα-グルコース分子がグリコシド結合によって重合した天然高分子である。構成単位であるグルコースとは異なる性質を示す。種子や球根などに多く含まれている。高等植…

酸窒化物

葛西栄輝・秋山知宏著「物質・エネルギー再生の科学と工学」(共立出版)からの引用。 我々の文明は金属や合金が主役で支えられているが、酸素と窒素を含有するセラミックスが最近注目されている。なかでもSi,Al,O,Nから構成されるサイアロンは有名で、に基…

不定比化合物

葛西栄輝・秋山知宏著「物質・エネルギー再生の科学と工学」(共立出版)からの引用。 定比例の法則(J.L.Proust)によると一つの化合物を構成する元素の質量比は常に一定の整数である。例えば、二酸化炭素を考えると、構成元素である炭素と酸素の質量の比は…

構造色

細野秀雄・神谷俊夫共著「透明金属が拓く驚異の世界 不可能に挑むナノテクノロジーの錬金術 (サイエンス・アイ新書)」(ソフトバンククリエイティブ)からの要約。 膜厚が光の波長と同じ程度になると、透明金属の表面と裏面で反射された光の波同士が、波長に…

無色でない透明:ガラスの色

細野秀雄・神谷俊夫共著「透明金属が拓く驚異の世界 不可能に挑むナノテクノロジーの錬金術 (サイエンス・アイ新書)」(ソフトバンククリエイティブ)からの要約。 ガラスのように透明でバンドギャップが大きい物質に、鉄などの遷移元素のイオンが入ると、そ…

透明金属を作るための条件?:色と電子配置

図は絶縁体と半導体の電子配置。(図5-12) この物質に光が入ると、光子の持っているエネルギーを電子に与えて光を吸収することができるためには、電子の元のエネルギーよりも光子のエネルギー分だけ高いエネルギー帯に電子のいない軌道がある必要がある。 …

透明金属(金属酸化物)を作るための条件?:電子密度

細野秀雄・神谷俊夫共著「透明金属が拓く驚異の世界 不可能に挑むナノテクノロジーの錬金術 (サイエンス・アイ新書)」(ソフトバンククリエイティブ)からの要約。 以上の電子が入った場合、元々は透明だったはずの透明金属も赤い色を反射するようになる。 透…

金属はなぜ光沢を持つのか

細野秀雄・神谷俊夫共著「透明金属が拓く驚異の世界 不可能に挑むナノテクノロジーの錬金術 (サイエンス・アイ新書)」(ソフトバンククリエイティブ)からの要約。 金属と半導体の反射率を実際に測定した結果を図に示す。 銀は可視光全域、400nmまでの光を…

プラズマ振動数

細野秀雄・神谷俊夫共著「透明金属が拓く驚異の世界 不可能に挑むナノテクノロジーの錬金術 (サイエンス・アイ新書)」(ソフトバンククリエイティブ)からの要約。 金属には、ある波長の光を「ほぼ完全に」反射する性質がある。 金属の中にはたくさんの自由に…

日常の変化を電子ボルトで表すと

細野秀雄・神谷俊夫共著「透明金属が拓く驚異の世界 不可能に挑むナノテクノロジーの錬金術 (サイエンス・アイ新書)」(ソフトバンククリエイティブ)からの要約。 原子や物質の中の電子は、電子軌道という決まった状態しかとることができない。 電子が取るこ…

日常の変化を電子ボルトで表すと

細野秀雄・神谷俊夫共著「透明金属が拓く驚異の世界」(ソフトバンククリエイティブ)からの要約。 水の温度を1℃上げるのに必要なエネルギー 水1gの温度を1℃上げるのに必要なエネルギーは、4.2J。 水分子()の分子量は18だから、1gの中にある水分子の数は…

光のエネルギー:便利なエネルギーの単位 電子ボルト(eV)

細野秀雄・神谷俊夫共著「透明金属が拓く驚異の世界 不可能に挑むナノテクノロジーの錬金術 (サイエンス・アイ新書)」(ソフトバンククリエイティブ)からの要約。 光のエネルギーは、光の振動数「」に比例する その比例定数「h」はプランク定数という。 光の…

無色透明と白色は同じ:屈折と散乱

細野秀雄・神谷俊夫共著「透明金属が拓く驚異の世界 不可能に挑むナノテクノロジーの錬金術 (サイエンス・アイ新書)」(ソフトバンククリエイティブ)からの要約。 図 光の屈折と反射 透明の物質に光を入れると、光の速さが小さくなるため、光が曲がる(屈折…

物質の色(透過色、反射色と補色

細野秀雄・神谷俊夫共著「透明金属が拓く驚異の世界」(ソフトバンククリエイティブ)からの要約。 図 透かして見える色と反射で見える色 物質に白色光が当たると、一部の光は表面で反射され、他の光は物体の中に入っていく。 物体にはそれぞれ固有の、特定…

太陽の色:放射色

細野秀雄・神谷俊夫共著「透明金属が拓く驚異の世界」(ソフトバンククリエイティブ)からの要約。 500℃くらいが赤、900℃くらいからだんだんオレンジから黄色へ変わり、、1200℃を越えると白みがかってきて、1400℃を越えると白いまばゆい光とな…

色の話しⅡ:色の混合と3原色

細野秀雄・神谷俊夫共著「透明金属が拓く驚異の世界」(ソフトバンククリエイティブ)からの要約。 光を混ぜる場合とインクなどを混ぜる場合で混合した色は全然違う。 インクの場合は、白色光からインクが吸収した光を除いた色(補色)を見ている。 インクの…

色の話しⅠ:可視光

細野秀雄・神谷俊夫共著「透明金属が拓く驚異の世界 不可能に挑むナノテクノロジーの錬金術 (サイエンス・アイ新書)」(ソフトバンククリエイティブ)からの要約。 私たちは物体に光を当てて、その光が反射されたり、散乱されたりした光を目でとらえることで…

人間の波長

ケネス・W・フォード著「不思議な量子」からの引用。 人間にも波長はあるのか?あるけれど、短すぎてまず測れない。波とみた人体が「ぼやける」度合いはごくわずか。秒速1メートルで歩く人の波長はしかなく、原子核より何桁も小さい。波長がそれほど短くな…

ド・ブロイの式

ケネス・W・フォード著「【送料無料】不思議な量子 [ ケネス・W.フォード ]」からの引用。 ド・ブロイが学位論文に書いた式は、以後、アインシュタインの式に肩を並べるほどの重みをもつとわかる。こういう単純な式だった。 λ=h/p 左辺のλは波長を表す。…

波動と粒子の二重性

ケネス・W・フォード著「【送料無料】不思議な量子 [ ケネス・W.フォード ]」からの引用。 第一次世界大戦の前、フランス貴族の御曹司だった大学生のルイ・ド・ブロイは、外交官を志して歴史を学んでいた。だが理論物理の魅力にとりつかれて歴史をポイと放…

ガイガーカウンター

ケネス・W・フォード著「【送料無料】不思議な量子 [ ケネス・W.フォード ]」からの引用。 現象のランダムさをよく教えてくれるのが、ガイガーカウンター(ラザフォードの博士研究員だったハンス・ガイガーが1908年ごろに原型をつくり、あとで完成させ…

自然界の変化は確率の法則に従う

ケネス・W・フォード著「【送料無料】不思議な量子 [ ケネス・W.フォード ]」からの引用。 自然界の変化が必然性(確実性)の法則ではなく確率の法則に従うというボルンの発想は、爆弾のように科学界を襲ったはず。その発想は、何百年にもわたって入念に仕…

強い力

ケネス・W・フォード著「【送料無料】不思議な量子 [ ケネス・W.フォード ]」からの引用。 グルーオンのイメージは、こんなふうに考えればいい。陽子1個をバスケットボールの大きさにふくらませたとしよう。ボールの「皮」を除き、球状の空間だけを残す。…

電磁力

ケネス・W・フォード著「【送料無料】不思議な量子 [ ケネス・W.フォード ]」からの引用。 光子の履歴はおもしろい。アルバート・アインシュタインが「発明」した1905年以降、1920年代の科学者は「粒子もどき」とみていた。だが1930〜40年代…

弱い力

ケネス・W・フォード著「【送料無料】不思議な量子 [ ケネス・W.フォード ]」からの引用。 弱い力(弱い相互作用)は、放射能のβ崩壊など、ニュートリノを伴ういろいろな変化にからむ。重力よりずっと強いのだが、電磁力や強い力よりはずっと弱い。弱い力…

重力

ケネス・W・フォード著「【送料無料】不思議な量子 [ ケネス・W.フォード ]」からの引用。 力の強さは、重力がいちばん小さい。ほんのかすかな重力にも、数十億個の数十億倍といった重力子が働くため、集団作用は観測できても、重力子一個の作用は観測でき…

物理世界の単純さ

ケネス・W・フォード著「【送料無料】不思議な量子 [ ケネス・W.フォード ]」からの引用。 身近な物理世界は、それほど単純とはいえない。うまく単純化できていないからこそ、天気予報は当たりにくい。水面に立つさざ波も、風にそよぐ木の葉も、たき火から…

量子を知るための予備知識

ケネス・W・フォード著「不思議な量子―奇妙なルールと粒子たち」からの引用。 予備知識をひとつ。量子の世界では、もの(粒子)と出来事(法則)がからみあう。いっぽう、ニュートンが仕上げた古典物理はそうじゃなかった。地球(もの)は力学の法則に従っ…

自由電子の移動速度

新しい高校物理の教科書―現代人のための高校理科 (ブルーバックス)からの引用。 金属中を電子が流れるとき、自由電子の流れの速さはどのくらいだろう。光のように速いのだろうか。それとも音の速さぐらいだろうか。(中略) 自由電子の平均の移動速度は秒速…