今回学校の授業で「原子に関する最近の話題を一つ選び述べよ」と言うレポート課題がでたのですが、物理に関する話題を全く知らないうえにどうやって調べたらいいのかも分かりません。誰か「こういう話題がいい」って思った方や「こうやって調べるといい」って知っている方アドバイスください。

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A 回答 (3件)

科学雑誌「NATURE」を見てみてはいかがでしょう。

最新の科学情報が沢山載っていますよ。
きっと原子に関するものも、多数載っていると思います。
Nature JAPANのURLを載せておきます。

参考URL:http://www.natureasia.com/japan/index.html.ja
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この回答へのお礼

書き込みありがとうございます。紹介されたサイト拝見させてもらおうと思ったんですがIDをとらないと入れないんですね。でもかなり参考になりそうです。

お礼日時:2001/07/29 21:16

フラーレンあたりが深くて面白いかも。

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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。フラーレンが何なのか分からない分、気になってきたので少し調べてから題材とするかどうか決めたいと思います。何か詳しいサイトや調べ方等何でもいいので知っていたら教えて下さい。

お礼日時:2001/07/29 21:04

gooの検索欄で原子と入れて見たら。


何か有るでしょう。

レポートーの題材は自分で探し出して欲しいですね。
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この回答へのお礼

おっしゃる通りレポートの題材を最終的には自分で決めたいかと思うんですが、物理学についての情報が何も無いうえに調べ方や面白い話題を何一つ分かっていないので、今回知っている方がいたらアドバイスしてもらおうと思って書き込んだんですよ。ちなみにgooで検索したんですけど、原子力や原子炉など原子のレポートの題材にしてはちょっとつらいと思われるものばっかり出てきました。また、何か知っていたら教えて下さいね!

お礼日時:2001/07/29 21:10

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Q高校の原子分野についての質問です。 原子核反応において、原子核同士を衝突させたときと原子核に中性子等

高校の原子分野についての質問です。

原子核反応において、原子核同士を衝突させたときと原子核に中性子等の粒子をぶつけたときの反応は違うものなのでしょうか??

教えてください

Aベストアンサー

No.4です。ちょっと用語の使い方が適切ではなかったかもしれません。
鉄より軽い元素が「核融合」で作られると書きましたが、鉄より重い元素も「核融合」で作られます。
その意味で「鉄より軽い元素は、発熱反応の核融合」で作られ、「鉄より重い元素は、吸熱反応の核融合」で作られる、と書くべきなのでしょう。

学問的に正確に書くとどうなるのか、ちょっと自信がありません。とりあえずイメージ的な話として書きました。
「正確」に知りたければ、その筋の「書籍」なりを読んでください。

Qβ-壊変及びβ+壊変について詳しく述べた情報源を紹介してください また、高校物理で習ったβ壊変は、β

β-壊変及びβ+壊変について詳しく述べた情報源を紹介してください

また、高校物理で習ったβ壊変は、β-壊変のことを指しますよね?

Aベストアンサー

どの程度詳しく知りたいのでしょうか?
概要なら、こんなサイト。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%94%BE%E5%B0%84%E6%80%A7%E5%B4%A9%E5%A3%8A
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%99%E3%83%BC%E3%82%BF%E5%B4%A9%E5%A3%8A
http://eman-physics.net/elementary/beta.html
http://www.rist.or.jp/atomica/data/dat_detail.php?Title_No=08-01-01-06

もっと詳しく知りたければ、原子物理、原子核物理、素粒子物理などの本を購入ください。

>高校物理で習ったβ壊変は、β-壊変のことを指しますよね?

だと思います。高校物理レベルでは「反物質」は習わないと思いますので。
↓ 反物質
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%8F%8D%E7%89%A9%E8%B3%AA

>昔の高校生って、β-壊変とβ+壊変を習っていたのでしょうか?

昔も同じだと思います。

どの程度詳しく知りたいのでしょうか?
概要なら、こんなサイト。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%94%BE%E5%B0%84%E6%80%A7%E5%B4%A9%E5%A3%8A
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%99%E3%83%BC%E3%82%BF%E5%B4%A9%E5%A3%8A
http://eman-physics.net/elementary/beta.html
http://www.rist.or.jp/atomica/data/dat_detail.php?Title_No=08-01-01-06

もっと詳しく知りたければ、原子物理、原子核物理、素粒子物理などの本を購入ください。

>高校物理で習ったβ壊変は、β-壊変のことを指しますよね?

だと...続きを読む

Q原子の中の原子核と電子

原子は、原子核と電子から構成されていますね。それらは、プラスとマイナスの電荷を持っていますね。それなのに何故、原子核と電子は衝突してしまわないのでしょう。素粒子の実験では、加速器という装置を使って、素粒子同士をぶつけることができるそうですが、このような衝突が何故、原子の中で起こらないのでしょうか。みなさん、よろしくお願いします。

Aベストアンサー

stomachman さんの言われるように,20世紀初頭の大難問でした.

1911 年にラザフォードが原子核+電子という模型を提出して以来,
1913 年のボーアの量子仮設などを経て,1926 年にシュレーディンガーが
水素原子のシュレーディンガー方程式の解を示したのが最終解決ですね.
3人ともノーベル賞を受けています.
ラザフォード・・・・・・・・1908年,ノーベル化学賞
ボーア・・・・・・・・・・・1922年,ノーベル物理学賞
シュレーディンガー・・・・・1933年,ノーベル物理学賞

○ 前期量子論風に簡単にやってみましょう.
電子が陽子の周囲を半径 a の円軌道で回っているとして
(本当は回っているわけではないが...)
陽子-電子間のクーロン引力が e^2/a^2
(4πε0 がついていないのは cgs 非有理化単位系を使っているから)
遠心力が maω^2 (ωは回転の角速度),
両者が釣り合うから
(1)   e^2/a^2 = maω^2
速度は v = aω で,運動量 p は
(2)   p = mv = maω
stomachman さんの言われる電子波の波長λは,
ド・ブロイ(これも1929年のノーベル物理学賞)の関係式(1924年)で
(3)   λ = h/p
h はプランク定数.
円軌道一周が 2πa の長さですから,これが波長λの整数倍でないと
一周したときに波の頭としっぽがずれてしまう.
(4)   2πa = nλ  (n は自然数)
で,(1)~(4)から,簡単に
(5)   a_n = n^2 h^2 / 4π^2 m e^2
で,円軌道の半径が h^2 / 4π^2 m e^2 の n^2 倍しかとれない,
というようになっているのがわかります.
n = 0 では電子波がなくなっちゃいます.
エネルギー E_n は,運動エネルギー mv^2 = ma^2 ω^2 と,
クーロン力のポテンシャルエネルギー -e^2/a (負号は引力だから)の和で,
(6)   E_n = - 2π^2 e^4 m / n^2 h^2
で,これも離散的な値を取ります.
stomachman さんの E = mc^2 は何か誤解されているようですね.
エネルギーが E_n で量子化されていますから,
状態間を移るためにはそのエネルギー差の出し入れが必要なです.
それが電磁波のエネルギー hν になっているので,
吸収や放出する電磁波の波長は特定のものしかあり得ません.
ここらへんは stomachman さんの言われるとおり.

○ 上の前期量子論風の話は,きちんとした量子力学の定式化の話からすると
まずいところがあれこれあります.

○ ド・ブロイの波長の話は大分後の話で,前期量子論では作用積分の量子化
という議論になっていました.

○ もうちょっと簡単に言うなら,
電子が陽子の場所に落ち込んで動かなくなってしまうと,
場所が決まり運動量も決まってしまうので,
ハイゼンベルクの不確定性原理に違反する,という言い方も出来ます.

○ エネルギーが離散的な値を取るのは束縛状態(E < 0)だけで,
非束縛状態(散乱状態)の E > 0 では,エネルギーが連続的な値をとります.
量子力学では何でもエネルギーが離散的というわけではありません.
よく誤解されるようですが,量子力学という名前が悪いのかな?
加速器で陽子を原子核に打ち込むような話では,
陽子のエネルギーは連続的に取り得ます.

○ 加速器でよく使われるのは,
陽子や重陽子(重水素の原子核,陽子1個+中性子1個)や
α粒子(ヘリウム4の原子核,陽子2個+中性子2個)を
標的の原子核に打ち込むというものです.
標的がうまく取り込んでくれれば,原子番号が1か2大きい原子核ができます.
超ウラン元素のはじめの方はこのようなやり方で作られました.
後の方の元素はクロムイオンを鉛原子核にぶつけるなど,しています.
陽子も原子核も正電荷を持っていますから,クーロン反発力があります.
十分距離が近づけば核力の引力が作用しますが,そこまでクーロン反発力に逆らって
近づけるために加速器で加速するのです.

stomachman さんの言われるように,20世紀初頭の大難問でした.

1911 年にラザフォードが原子核+電子という模型を提出して以来,
1913 年のボーアの量子仮設などを経て,1926 年にシュレーディンガーが
水素原子のシュレーディンガー方程式の解を示したのが最終解決ですね.
3人ともノーベル賞を受けています.
ラザフォード・・・・・・・・1908年,ノーベル化学賞
ボーア・・・・・・・・・・・1922年,ノーベル物理学賞
シュレーディンガー・・・・・1933年,ノーベル物理学賞

○ 前期量子論風...続きを読む

Q原子と原子の間は何?

早速質問に移らさせていただきたいと思います。
物質は、最小単位である原子がぎっしりと並ぶことにより構成されていると聞きます。しかし、原子は、球体のため、ぎっしり並んだところで、隙間ができるはずです。この隙間はどういった物質で満たされているのでしょうか?空気なのでしょうか?しかし、空気とは混合気体であり、それぞれも原子からできているので、中に入り込むことはできないと思います。となると、真空と考えるべきなのでしょうか?どうか、よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

>真空と考えるべきなのでしょうか?

これは物質の存在に関わるけっこう難しい
問題で、最終的結論はまだないというのが
正確でしょう。

 現時点においては、量子力学的
解釈として、物理的真空状態というのが存在
しているという説明が成り立つと思います。

 原子と原子が結合しているのは、イオン結合
とか共有結合とかいろいろな形で引力が働いて
いるからですが、これらは一言でいうクーロン力
です。
 クーロン力は仮想光子によって伝達されていますので、
原子核と電子間も含め、原子間にはこの仮想光子が
発生消滅する場が存在しているのですが、この光子が
仮想と言われているのは、その存在はクーロン力の
発生から分かるのですが、プランク時間以下という
非常に短い時間しか存在していないので、それ
だけ単独で取り出せないのです。
 しかも光子が存在しているということは本来、
エネルギーが存在していると言えるはずなのですが、
単独で取り出せないというところからも分かるように
エネルギーが測定できない、何もないのと同じなんです。

 クーロン力を伝えるために仮想光子は無からいきなり
生まれ、すぐ消えてしまう。これを量子力学的
揺らぎといい、これはプランク時間以下という非常に
短い時間には、エネルギー保存の法則が破られて
いることを意味します。

 原子間には、そこに何かがあるかどうか
測定しようとすると、何も観測できないが
存在が確認できない仮想光子が発生消滅を
繰り返す場が存在しているのです。

 真空というと何もないという印象があると
思いますが、仮想光子が生まれるということは
本当に何もないというのとは少し違う。
このような量子力学的揺らぎが存在して
いる状態を物理学真空といいます。




>物質は、最小単位である原子がぎっしりと並ぶことにより構成されていると聞きます。

 20世紀初頭に確立した分子論、原子論から
くる粒子論の考え方からはそうゆイメージに
なりますが、素粒子の衝突実験などから
1960年代になると、粒子という存在が
疑われ始めました。
 物質の基本単位が原子であれ、クウォークであれ
それが粒子であるとすると矛盾するような実験結果
が出始めたのです。

 物質の究極の形が粒子でないことはほぼ間違いない。
ではいったい真の姿は何なのか議論が始まりました。

 まだ結論に至っていないため、高校の物理や
大学でも化学の世界などでは、暗黙のうちに
粒子論を定説として扱っていますが、
原子がぎっしりと並ぶといったイメージは、
真の姿からはほど遠いと考えて間違いないでしょう。

 現在、非粒子論の最有力候補は超弦理論ですが、
この理論も物理現象のある側面を捉えているに
過ぎない可能性が出てきておりさらなる発展が
期待されています。

 超弦理論のほかにもいくつか有力候補があるのですが、
どれが正しいということではなく、1つ現象を
皆違って角度で捉えているだけという可能性が
でてきており、最新の物理学理論全体の再構成が
望まれてきています。

 それらいくつかの理論をおおざっぱに捉えると、
物質と空間というのは、同じ存在の裏と表のような
関係で、人間が勝手に何もない真空に物質という
存在があると捉えているだけという可能性が
強くなってきています。


 現時点では数式による議論が進行中で、
並んでいる原子のように、イメージを
具体的な絵でか書き、簡単に説明する
ところまで行っていませんが、基本と
なるのはおおざっぱに言うと数学の複素空間、
多様体と呼ばれているものです。

>真空と考えるべきなのでしょうか?

これは物質の存在に関わるけっこう難しい
問題で、最終的結論はまだないというのが
正確でしょう。

 現時点においては、量子力学的
解釈として、物理的真空状態というのが存在
しているという説明が成り立つと思います。

 原子と原子が結合しているのは、イオン結合
とか共有結合とかいろいろな形で引力が働いて
いるからですが、これらは一言でいうクーロン力
です。
 クーロン力は仮想光子によって伝達されていますので、
原子核と電子間も含め、原子...続きを読む

Q水素原子の原子構造因子

電子密度がn(r)=(πa0^3)^(-1)exp(-2r/a0)のとき、構造因子は

∮4πr^2n(r)exp(-iGr)dr

で正しいですか?また正しい場合、計算のヒントをおしえていただけると助かります。

Aベストアンサー

正しくないです.
以下,ベクトルと大きさを区別する必要があるのでベクトルは↑で指定します.矢印のついていないものは大きさです.

方位角がG↑・r↑の内積に入っているのでこの分の積分が必要です.
ここでのr↑は考えている原子の原子核の位置を原点とする位置ベクトルで,r↑とG↑のなす角をθとすれば

G↑・r↑ = G r cosθ

したがって,密度分布関数を球対称と仮定して原子散乱因子を極座標で積分すれば

f = ∫n(r) e^{-i G r cosθ} r^2 sinθ drdθdφ

以下,θ,φについて積分を実行すると

f = ∫ n(r) r^2 [ sin Gr / Gr ]


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