痔になりやすい生活習慣とは?

メルデの実験についてなのですが。「音叉の振動が弦と垂直なときは音叉の振動数=弦の振動数であり、平行なときは音叉の振動数=弦の振動数の二倍である」とありました。このことを数式的に導くにはどうしたらよいのでしょうか??
お手数ではありますが、説明のほどお願いします。

A 回答 (2件)

>数式的な証明をお願いしたい



マナー違反になりますので、ヒントだけ与えましょう。
Meldeの実験はパラメータ励振ですから、単振り子のパラメータ励振をヒントに式を立てて下さい。単振子の場合も固有振動数の2倍の振動数で支点を上下させますね。両者はパラメータ励振としては基本的に同じメカニズムです。
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この回答への補足

数式的な証明をお願いしたいのですが…

補足日時:2007/11/04 20:42
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Q金属、半導体の抵抗の温度変化について

金属は温度が高くなると抵抗が大きくなり、半導体は温度が高くなると抵抗が小さくなるということで、理論的にどうしてそうなるのでしょうか。
金属については、温度が上がると粒子が熱振動し自由電子が流れにくくなるというようなことを聞いたことがありますがあっていますか?
半導体についてはまったく理由がわからないので詳しく教えて頂くとありがたいです。
あと自分で調べていたところ「バンド理論」というのを目にしました。
関係があるようでしたらこれも教えて頂くとありがたいです。

Aベストアンサー

こんにちは。

>>>金属については、温度が上がると粒子が熱振動し自由電子が流れにくくなるというようなことを聞いたことがありますがあっていますか?

だいたい合っています。
金属については、温度が上がると正イオン(自由電子が引っこ抜かれた残りの原子)の振動が激しくなるので、自由電子が正イオンに散乱されます(進路を乱されます)。
それをマクロで見たとき、電気抵抗の上昇という形で現れます。

>>>半導体についてはまったく理由がわからないので詳しく教えて頂くとありがたいです。

半導体の中において金属の自由電子に相当するものは、電子とホールです。この2つは電流を担う粒子ですので、「キャリア」(運ぶ人)と言います。
ホールは、半導体物理学においてプラスの電子のように扱われますが、その実体は、電子が欠けた場所のことを表す「穴」のことであって、おとぎ話の登場人物です。
電子の濃度とホールの濃度に違いがあったとしても、一定の温度においては、両者の濃度の積は一定です。
これは、水溶液において、H+ と OH- の濃度の積が一定(10^(-14)mol^2/L^2)であるのと実は同じことなのです。

中性の水溶液の温度が高くなると、H2O が H+ と OH- とに解離しやすくなり、H2O に戻る反応が劣勢になります。
それと同様に、真性半導体においても、温度が上がると電子とホールが発生しやすくなるのに比べて、両者が出合って対消滅する反応が劣勢になるため、両者の濃度の積は増えます。
キャリアが増えるので、電流は流れやすくなります。

こんにちは。

>>>金属については、温度が上がると粒子が熱振動し自由電子が流れにくくなるというようなことを聞いたことがありますがあっていますか?

だいたい合っています。
金属については、温度が上がると正イオン(自由電子が引っこ抜かれた残りの原子)の振動が激しくなるので、自由電子が正イオンに散乱されます(進路を乱されます)。
それをマクロで見たとき、電気抵抗の上昇という形で現れます。

>>>半導体についてはまったく理由がわからないので詳しく教えて頂くとありがたいです。

半導体...続きを読む

Q格子定数の求め方教えてください!!

こんにちは。
僕は、結晶学を勉強している大学生です。
現在、斜方晶構造の格子定数を算出しようと勉強しているのですが格子定数a, b, cを求める式を作ることができません。ご存知の方教えて教えて下さい。
斜方晶の関係式は以下のようになります。
1/d^2 = h^2/a^2 + k^2/b^2 + l^2/c^2
d, h, k, lの値は既知でa=,b=,c=の式を教えていただきたいです。
また、格子定数を簡単に求められるソフトなどをお知りであれば教えて下さい。
どうかよろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

> 格子定数a, b, cを求める式を作ることができません。

これは初等数学の教えるとおり,線形独立な(=異なる面方位の)3つ以上の関係がない限り,どうやっても求まりません。線形独立な式が3つあるなら,三元一次連立方程式を解けばよいだけです。

> 斜方晶の関係式は以下のようになります。

斜方晶だけでなく,正方晶でも立方晶でも成り立ちます。

> 格子定数を簡単に求められるソフト

XRD などのブラッグの回折パターンから格子定数を精密に求めるには,通常,リートベルト解析という計算を行います。RIETAN というソフトが有名です。ただ,大雑把で良くて,点群が分かっていて面指数まで分かっているなら,電卓で十分計算できると思います。

Qフーコーの振り子の原理について。

フーコーの振り子を科学博物館で見て、
実際に説明も書いてあったのですが、
何故、地球が自転していることの証明になっているのか
よく分かりませんでした。

過去の質問にあったので、回答を読んでみましたが、
それでもよくわからないんです。

なぜ振り子が振れつつもどんどん向きが変わっていくのでしょう?
地球って傾いて自転してますよね?
丁寧に教えてもらえませんか?
よろしくおねがいします。

Aベストアンサー

地球の傾きについては無視してもそんなに問題ありません。おおめにみれば傾いていないと思ってください。

慣性ってありますね。動いてるものは、ほかの力が加わらなければそのままの向きで動き続ける。これはもう確認されているとしていいですね。

振り子のおもりも、ふつう同じ向きに行ったりきたりしますね。おもりが静止する位置を0の点とします。おもりを南側に引いて放すと、おもりは0の点を通って北側に振れて、また0の点を通って南へ戻ってきます。(振り子が重力で振動する理屈は省略。)

さて、この振り子がほかの力を受けないで振れ続けると、その向きは変わらないはずですね。いつまでも南北に動く。もし地球が動いていなければ。

でも実際には振り子のゆれる向きがだんだん変わる。(実験なんですから、これは認めてください。)

なにが振り子の向きを変えているのか。目に見えない謎の力が振り子におよんでいるのかな? どんな力だそれは。

そこでこう推論します:「振り子の向きがだんだん変わるのは地球が自転していることと関係がある」。
すると、回っているのは地球のほうで、振り子は実はずっと同じ向きに動いている。私たちも地球と一緒にまわっているから「止まっている」つもりになっているので、逆に振り子のほうが回るように見えるということか。
これなら「目に見えない謎の力」を探さないですみます。回っている地球の上で同じ向きに振れつづける振り子が、地球に乗っかって見ている我々には「向きを変える」ように見える。

あとは緯度によって振り子の向きの変わり方がちがうことを説明できれば完全な証明になるわけです。
(その点については他の解答が参考になるとおもいます。)

地球の傾きについては無視してもそんなに問題ありません。おおめにみれば傾いていないと思ってください。

慣性ってありますね。動いてるものは、ほかの力が加わらなければそのままの向きで動き続ける。これはもう確認されているとしていいですね。

振り子のおもりも、ふつう同じ向きに行ったりきたりしますね。おもりが静止する位置を0の点とします。おもりを南側に引いて放すと、おもりは0の点を通って北側に振れて、また0の点を通って南へ戻ってきます。(振り子が重力で振動する理屈は省略。)

さ...続きを読む

Q電力量計の誤差の原因

はじめまして。
早速ですが質問させていただきます。

電力量計の誤差はなぜ発生してしまうのでしょうか?
また、その補償法とはどのような物なのですか?
また、直流電力計と交流誘導型の性能にはどのような差があるのですか?
自分で検索して見たのですが、よくわからなかったもので・・・。もし詳しく載っているHPなどご存知でしたらそのアドレスを教えていただければ非常に助かります。
当方電気系は全くの素人なので、ごく初歩的な質問で恐縮ですがご教授していただける方がいらっしゃいましたらよろしくお願いします。

Aベストアンサー

>電力量計の誤差はなぜ発生…

電力量計に限らず、電気計器はすべて、ある範囲の誤差が許容されています。最大指示数、あるいは定格指示数に対し、5%とか、1%、0.5%などの許容定められています。
誤差が生じる原因は、
(1) 可動部の摩擦抵抗が、周囲の環境や経年により変化する。
(2) 内部の電気抵抗が、周囲の環境 により変化する。
(3) 製造時の工作精度が、完璧に同一ではない。
(4) 設置時の、水平、垂直精度が許容範囲を超えている。
などでしょうか。

>その補償法とはどのような物なのですか…

商取引用の電力量計であれば、『計量法』に基づき、一定年限ごとに校正し、検定を受けることが義務づけられています。

>直流電力計と交流誘導型の性能にはどのような差…

直流電力計は直流にしか、交流誘導型は交流にしか使用できません。

>全くの素人なので、ごく初歩的な質問で…

素人さんのご質問大歓迎なのがこのサイトのよいところですが、ご主旨はどういったことでしょうか。
たとえば、電気料が異様に高いので、メーターが狂っているのではないだろうか、などのことでしょうか。

>電力量計の誤差はなぜ発生…

電力量計に限らず、電気計器はすべて、ある範囲の誤差が許容されています。最大指示数、あるいは定格指示数に対し、5%とか、1%、0.5%などの許容定められています。
誤差が生じる原因は、
(1) 可動部の摩擦抵抗が、周囲の環境や経年により変化する。
(2) 内部の電気抵抗が、周囲の環境 により変化する。
(3) 製造時の工作精度が、完璧に同一ではない。
(4) 設置時の、水平、垂直精度が許容範囲を超えている。
などでしょうか。

>その補償法とはどのような物なのですか…
...続きを読む

Q光学異性体とは?

光学異性体って何?どのようなものがあり、どのような用途で使われるのですか?

Aベストアンサー

既に多くの回答があるので、ちょっと変わった光学異性体の例を挙げておきます。

光学異性体とは、偏光面を回転させる方向が逆の関係にある化合物同士のことで、このような化合物は現在知られている限り鏡像異性体の関係にあります。鏡像異性体とは、鏡に映したときの実像と鏡像の関係にある化合物のことです。つまり、右手と左手の関係にある化合物です。

一般には、下記に回答があるような炭素原子に4つの異なる官能基がついた化合物ですが、そうでないものもあります。
例えば、2001年にノーベル化学賞を受賞された野依良治先生の不斉触媒BAINAPに代表されるビナフトールやベンゼン環が螺旋状に縮合したヘリセン、縄跳び分子として知られるパラシクロファン類などは不斉炭素(不斉中心)をもっていませんが、光学活性です。不斉中心は無いのに鏡映面が存在することから面不斉化合物と呼びます。なお、ヘリセンに至っては比旋光度が3000度以上もあります。これらは、その立体的な障害のため分子が自由回転できないために生じた光学活性体です。

ヘリセンの構造と光学活性体の話が下記のリンク先にあります。(北大の先生のHPでわかりやすいです)
なお、トップページはここです。
http://www.geocities.co.jp/Technopolis/2515/index.html

また、二重結合が二つ繋がったアレン誘導体なども不斉中心は無いのに光学異性体が存在します。このような化合物を軸不斉化合物と呼びます。
(Me-CH=C=CH-Me)のような構造をしています。
(立体が描けなくて申し訳ない)

一般に、光学異性体は旋光度以外の物性値が等しい(厳密には異なるけどそれは量子力学の範囲なので化学では無視します)関係にありますが、面白いことに生体はこのような関係にある化合物同士をかなり高い確率で、臭いや味によって見分けることができます。

最後に、下に回答があるサリドマイドに関してですが、生体内でラセミ化する(光学異性体同士が平衡の関係になって50:50で存在する)と言う報告もあり、サリドマイドについては、必ずしも鏡像異性体の片方が毒で片方が薬ということでは無いらしいです。結局、光学異性体の片方だけ投与しても体の中で両方できてしまうということです。但し、この論文もたしかラットを使っての実験で人間での臨床例はない(あたりまえか)ので、実際のところはわかりませんが。

参考URL:http://www.geocities.co.jp/Technopolis/2515/omosiro/omosi_01.htm

既に多くの回答があるので、ちょっと変わった光学異性体の例を挙げておきます。

光学異性体とは、偏光面を回転させる方向が逆の関係にある化合物同士のことで、このような化合物は現在知られている限り鏡像異性体の関係にあります。鏡像異性体とは、鏡に映したときの実像と鏡像の関係にある化合物のことです。つまり、右手と左手の関係にある化合物です。

一般には、下記に回答があるような炭素原子に4つの異なる官能基がついた化合物ですが、そうでないものもあります。
例えば、2001年にノーベル化学賞を...続きを読む

Qヤング率の実験(測定)について

ユーイングの装置を使用して、ヤング率を測定しました。
その時に、おもりを1つずつ増やしていったのですが、
最初の測定値(ユーイング装置のスケールの目盛り)は、吊金具に重りをつけていない状態ではなく、最初から重り(250g程度)をつけて測定しました。

これはなぜでしょうか?
重りをまったくつけていない状態を最初の値として、それからおもりを増やしていくのでは不都合があるということですか?
宜しければ教えて下さい。よろしくお願いします。

Aベストアンサー

基礎物理実験を思い出しました。ユーイングの装置を使いました。
昔の話です。
下記URLに同じ様な質問が有ります。参考にしてください。
http://hooktail.maxwell.jp/bbslog/5050.html
http://hooktail.maxwell.jp/bbslog/7703.html

回答者の答えに付け加えて、初期に錘を載せて測るのは、
測定する棒の捻れや変形などにより置き方が不適切になることが有り、
それを除去するためではと考えます。
初期非線形領域という意見もありますが、これは???と考えます。
引っ張り試験とユーイングの装置の試験に付いての感想が有りますが、
測定に電子機器が使えない時代は光テコを使ったこの装置の方が
より高い精度でヤング率を求めることが出来たのではないかと思います。

Q磁場と磁束密度の違い

磁場Hと磁束密度Bの違いとはなんですか?
使い分けは出来るのですがよくわかっていません。
具体的に教えていただけないでしょうか?

Aベストアンサー

追加です。

「EとH,DとB」という本が共立出版・物理ワンポイントシリーズにありました。
1冊の本になるくらいBとHの区別は難しい,というか私も理解に苦労した記憶があります。

B=μH 磁束密度B[Wb/m^2],透磁率μ[H/m],磁界H[A/m]
D=εE 電束密度D[C/m^2],誘電率ε[F/m],電界E[V/m]
J=σE 電流密度J[A/m^2],導電率σ[S/m],電界E[V/m]

これらの式は数学的には同じ形になり,ポアソン方程式の境界条件なども同じ形になります。

私もしばらく,B,H,D,Eという物理量の違いが理解できず,悶々としていました。
これらの中で
「導電率σの物質に電界Eをかけると,電流密度Jで電流が流れる」という,
微視的なオームの法則が一番イメージがわきやすかったです。

すなわち,
EやHは流れを作り出す「界」の大きさで,長さあたりの傾斜
J,B,Dはできた流れを,タバとしてみた「束」の面積あたりの密度
というイメージです。

EやHに,平行な長さをかけて積分した起電力[V],起磁力[A]
BやDやJに,垂直な断面積をかけて積分した,磁束[Wb],電束[C],電流束[A]

これらは同じ性質を持つことになります。このうち電圧(起電力),電流は電気回路の考え方に従い,
直列や並列に接続したときの性質がよく分かっています。

これを手がかりにして,

磁束や電束は流れる量で,電流と同じく「束」として一続きの糸のようにつながっている。
磁界や電界は流れを作るポテンシャル勾配「界」で,ぐるりと一周線積分すると起磁力,起電力になる,

というイメージがつかめました。

追加です。

「EとH,DとB」という本が共立出版・物理ワンポイントシリーズにありました。
1冊の本になるくらいBとHの区別は難しい,というか私も理解に苦労した記憶があります。

B=μH 磁束密度B[Wb/m^2],透磁率μ[H/m],磁界H[A/m]
D=εE 電束密度D[C/m^2],誘電率ε[F/m],電界E[V/m]
J=σE 電流密度J[A/m^2],導電率σ[S/m],電界E[V/m]

これらの式は数学的には同じ形になり,ポアソン方程式の境界条件なども同じ形になります。

私もしばらく,B,H,D,Eという物理量の違いが理解できず,悶々としていました...続きを読む


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