宇宙線が上空で大気と衝突してμ粒子が発生しますよね?
その寿命は非常に短いのはわかります。
しかし光速に近づく程約100倍伸びるのは調べた結果わかりました。
が、その寿命は地上から見ればどれ位違うのでしょうか??
また逆に、粒子にとって地上までの距離はどれ位変わるのでしょうか?

基本的な知識が無いのですが、ヒントや公式を教えてもらえれば、とても助かります。
参考になるHPなどでも構いません。お願いします。

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A 回答 (4件)

 以前だと、こういう問題をきちんと数式で理解なさりたい方には「わかる相対性理論(アベリヤノフ著)」をお勧めしていたのですが、絶版となっています。

私は本で勉強したので、この問題の式を導出しているHPを知りません。今だと先述の教科書の代わりになりそうなのは、
http://books.google.co.jp/books?id=u_1_ip6U_N8C& …
あたりがよさそうです。残念ながらプレビューにこの問題の公式やその導出は含まれていませんが、四則演算と2乗とルートでOKです。そのままローレンツ収縮や、同時刻の相対性まで行けます。そうなると、この問題はおろか「双子のパラドクス」まで解けます。ぜひ勉強なさってください。実に面白いです。
 この問題の公式だけ示しておきます。相対速度をv、光速度をc、地上の時間をt、宇宙線の時間をt0とします。宇宙線の寿命が延びる、というのは地上の観測者の言い分です。それによれば時間の変換式は、
 t=t0/√(1 - v^2/c^2)
となります。分母が1より小さいですから、時間が長くなって宇宙線の寿命が延びることはお分かりと思います。
 ちなみに宇宙線基準でいうと寿命は延びませんが、地上までの距離が短くなって、寿命の尽きないうちに地上に到達できる、ということになります。
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この回答へのお礼

cozycube1様、こんばんは。
夜分遅くに、ご回答ありがとうございます。
ほぉ~…なるほど。の、一言に尽きます。
私自身、物理の学力が無いために感心することばかりです。
じっくり頑張らせて頂きます!

お礼日時:2009/05/17 23:40

 お礼、ありがとうございます。



>粒子にとって地上までの距離はどれ位変わるのか、というものがどうしてもわかりません。

 それが2番目に説明してあるローレンツ収縮なわけですよ。
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この回答へのお礼

ありがとうございます!
ようやく理解できたつもりです!
また機会がありましたらお願い致します。

お礼日時:2009/05/19 17:33

P.S.



 図が乱れてしまいました。テキストエディタにコピペしてご覧になってください。すみません。
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 お礼、ありがとうございます。

以下の三つを理解すれば、たいていは間に合いますので、ご参考までに。

---------------------------
1)時間の遅れ
 宇宙船が鏡の側を飛んでいるとします。

   鏡 __C_ 
      /|\ 
     光 | 光 
    /  |  \
   A→→ B →→D

 宇宙船はAで鏡に宇宙船から見て垂直に光を発します。この光は宇宙船内では鏡に反射して垂直に返ってきます。外から見ていると光は斜めに進み宇宙船に戻ります。
 宇宙船の速度をv、光速度をc、宇宙船で見た光の往復時間をT、外から見た光の往復時間をtだとします。
 あとは単純な幾何学の問題です。三角形ABC(と三角形CBD)は直角三角形ですからピタゴラスの定理より、

  AC^2=AB^2+BC^2

となり、ここで、AC=ct/2, AB=vt/2, BC=cT/2 であることを代入して、

  (ct)^2/4 = (vt)^2/4 + (cT)^2/4

 あとは順にt,Tを両辺に移動して整理していくと、

  T = t√(1-(v/c)^2) ---(1)

という関係になります。
 宇宙船が光速度に近い速度になると宇宙船の時間は(外から見て)ゆっくりになります。もちろん立場を変えて宇宙船から外をみたときは外がゆっくりだ、ということになります。

---------------------------
2)長さの収縮

 以下のように、宇宙船が速度vで地球からX星に向かって飛んでいるとします。

   |←--L(宇宙船にとっての距離)---→|
 地球○---- [宇宙船>v→ ----→●X星
   |←-- L0(地球にとっての距離)--→|

 宇宙船にとっての地球-X星間距離 L と地球からみたX星までの距離 L0は同じであるかどうか不明ですので、違う記号を用いています。同様に、時間についても、宇宙船がX星につくまでの時間が「地球から見て t0」、「宇宙船の時間で t」だとします。
 すると、地球-X星間の距離はそれぞれの立場で、
   宇宙船の立場:L = vt   地球の立場:L0 = vt0
となります。すると、

 L = L0*t / t0

となります。これに先の、時間短縮の式(1)を入れて計算してみると、

 L = L0√(1 - (v/c)^2) ---(2)

ということになります。
 これは、アインシュタイン以前に、オランダのローレンツやイギリスのフィッツジェラルドがそれぞれ独自に提案した式と同じなので、ローレンツ・フィッツジェラルド収縮、またはローレンツ収縮と呼ばれます。

---------------------------
3)同時刻の相対性
 外からみて速度Vで進む列車の中央にA、両端にBC、外にDがいるとします。今、Aから光を発し、その光が届いた瞬間にBCが時計を合わせるとします。例によって光速度をcとします。

 +---------------------+
 | ←--L0/2--→←--L0/2--→     |
 |B   B'   A       C   C'| -V→
 ||   |   |       |   | |
 +---------------------+
   ←VTa→←-cTa-→        |   |
   ←-- L/2--→←--L/2 --→←VTb→
          D

 さて、列車の中央のAから光を発射します。列車内のABCにとっては列車の端にいるBCには同時に光が届き、外から眺めているDにとっては先にB、後でCに光
が届きます。
 DからみてAB、BC間の距離がL/2(BC間がL)とすると、例のローレンツ短縮で考えて、ABCにとって、AB、BC間はそれより長く、これをL0/2(つまりBC間はL0)と置きます。
 AからBまでの光の届く時間をTa、AからCのをTbとします。上図より、列車の速度と光速度を合わせて考えると、

 VTa + cTa = L/2 ∴ Ta = L/2(c+V)
 cTb = L/2 + vTb ∴ Tb = L/(c-V)

となります。よって、時間差Δtは、

 Δt = Tb-Ta = L/2(c+V) - L/(c-V)
   = 2VL/(c^2 - V^2)

となります。ここで、例のローレンツ収縮の式(2)を代入すると、
      
    2vL0√(1 - (v/c)^2)
 Δt= ----------------------
    2(c^2)*(1 - (v/c)^2)

      vL0/c^2
   = ------------------   ---(3)
     √(1 - (v/c)^2)
となります。
 列車の中で離れて置かれたぴったり同時刻の時計は外から見ると、これだけ先頭側が遅れることになるわけです。
 また、上式(3)から分かる通り、L0が大きいほど、つまり距離が大きいほど時刻差が大きくなる点に注意してください。
 つまり外からの観測では、走る列車では、列車最後尾から先頭側にかけて、連続的に時刻が過去になっていっており、その過去の時刻は最後尾からの距離に比例するわけです。
---------------------------
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この回答へのお礼

再度のご指南感謝致します。

寿命は地上から見ればどれ位違うのか、というものはわかったのですが、粒子にとって地上までの距離はどれ位変わるのか、
というものがどうしてもわかりません。具体的に、上空10kmや20km等と考えればわかりやすいのでしょうか?

お礼日時:2009/05/19 01:22

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Aベストアンサー

現象はひとつとは限りません。
 ・まったく操作を受け付けなくなるハングアップ。
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 ・何らかのエラーを表示してプログラムが停止する。
 ・何らかのエラーを表示してエラーを無視して動作を続ける。
 ・間違った結果を返していても何食わぬ顔をして動作を続ける。
など
処置も異なります。
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> -MHの項を、μNと焼きなおしたということなのですね。

まさにその通りです.

> マグノン以外のフォトンやフォノン
> にも、何か、強制的にというか人為的に、化学ポテンシャル
> のようなものを導入することは可能でしょうか?

フォノンはちょっと思いつきません.
というか,簡単に制御できる量はないような気がします.
フォトンは,最近光を凝縮させるというような話があり,
聞いた覚えがあるのですが,よく覚えていません(情けね~).

ボーズ凝縮を起こしているという点からするならば,
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○   ○   ○   ○   ○   ○   ○

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 ○ ○     ○ ○     ○ ○     ○

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つまり,ちょっとしたゆらぎがどんどん拡大されて
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> -MHの項という ことでしょうか。
> -MHの項を、μNと焼きなおしたということなのですね。

まさにその通りです.

> マグノン以外のフォトンやフォノン
> にも、何か、強制的にというか人為的に、化学ポテンシャル
> のようなものを導入することは可能でしょうか?

フォノンはちょっと思いつきません.
というか,簡単に制御できる量はないような気がします.
フォトンは,最近光を凝縮させるというような話があり,
聞いた覚えがあるのですが,よく覚えていません(情けね~).

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Qメールソフトエラー

早速ですが・・・、今日メールソフトを立ち上げて
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私の環境でも同様のエラーが出ます。
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Q化学ポテンシャルと粒子数─μが上がると占有数が増える!?

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siegmund です.

お礼,拝見しました.
正しい理解をされているように思われます.

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電位が変わるとエネルギーが変わりますから,
いわばエネルギーの底上げ(or 底下げ)によってμも変わります.
本当に孤立していれば何も起こりませんが,
他のドットとの間にホッピングなどあればμの違いの効果が出ます.

大気圧の例はどうでしょう.
上空に行くと(温度変化は無視)重力ポテンシャルが変化する分,
μが変化します.
では,流れが起こらないのはなぜか.
それは,下の方が空気の濃度が濃いためにそれから来るμの違いがあります.
重力ポテンシャル分と濃度分の違いがちょうどキャンセルするように
濃度が変化する(つまり気圧が変化)するのです.
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Qパソコン初心者です。セキュリティーソフトエラー後の削除について

windows8.1、フリーのセキュリティーソフトアバストを使用してます。 
 先日、アバストのスキャンをしたら、感染はしてないもののエラー:そのファイルは高圧縮爆弾です。と表示されました。 
 怖くなったためパソコン内検索でファイルを検索削除しました。
もう削除したあとでなんですがこれは削除してよかったのでしょうか?後学のためしっておきたいです  c:¥windows\Service Profile\Networkservice\AppData\local\mpm-dfc454bd.exel>mpavbase.vdm
上記が削除したファイルになります。わかる方いらっしゃったらお願いします。

Aベストアンサー

>エラー:そのファイルは高圧縮爆弾です

高圧縮ファイル爆弾は、単にファイルの圧縮率・圧縮階層を見てるだけですから、誤検知かも。
無視しておいても問題ないそうですが削除したとのことで削除後不都合がなければ問題ないでしょう。
http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q1444022299

>mpavbase.vdm

mpavbase.vdmは、 マイクロソフトマルウェアの定義ファイルの一部・・・マイクロソフト社によって開発されている・・・「 アンチウイルス定義データベース 」です ・・・ mpavbase.vdmはm社にデジタル署名されています・・・(機械翻訳抜粋)→削除しなくても問題がないファイルのようです。
詳細は検索し海外のサイトを機械翻訳してみては?

http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q1467493804

Q光速で大気圏突入

直径20m程度のナノカーボンが、
限りなく光速に近い速さで
宇宙空間から大気圏を突破して
動き続けるのではなく、
すぐに空中で停止した場合、
それは燃えますか?

Aベストアンサー

 お礼、ありがとうございます。

>磁石の同じ極を近づけるイメージ、

 こちらは前方に運動量を移すことになります。相手は地球そのものです。この場合は、間違いなく地球が吹っ飛びます。

>ヘリウムより遥かに軽い気体の入った風船を物体に括り付けているイメージ

 こちらは後方から引っ張る、すなわち後方に運動量を預けます。とりあえず無事ですが、その風船が地球に衝突するようだと危ないですね。

>『燃える』と『無傷』、二つ出てきました。

 おそらく、質問者様の設定が「空中で停止する」ということなので、減速の仕方次第でどちらとも解釈できるということでしょう。私は急停止と解釈して無傷と回答しましたが、等加速度で地表付近に停止するようなら燃え尽きるかもしれません。どちらの場合も、「磁石の同じ極を近づけるイメージ」ならば、地球は物体の停止前に破壊されてしまいますが。

Qウィルスソフトエラーメッセージ対処法を教えてください

Norton Internet Security2004を使っているのですが、昨日ウィルス定義の更新をしようとしたら以下のようなエラーがでました。

「LU1803 更新版の取得中にLIVEUP DATEが失敗しました。更新版の取得中にLIVEUP DATEで内部エラーが起きました。
コンピュータ上のシマンテック製品を更新しませんでした。
しばらくしてから更新版の入手を試みてください。LIVEUP DATE
がこのエラーで再び失敗した場合はLIVEUP DATEを再インストールしてください。」
となります。一度、LIVEUP DATEをアンインストールして再インストールをしましたがなりません。どうすればよいでしょうか?
パソコンはFMVDESKPOWER CE9/1207Tでインターネット接続はケーブルです。

Aベストアンサー

>一度、LIVEUP DATEをアンインストールして再インストールをしましたがなりません。


 どれからインストールしましたか?CD-ROMからでしょうか。もしそうなら、下記のページからLiveUpdate を再インストールしてみてください。表示された Web ページ内の「lusetup-lt.exe」をクリックするといいです。

 それで成功した事例も紹介しておきます。

http://www.symantec.com/region/jp/techsupp/files/lu/lu.html

参考URL:http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=1211297

Q超光速粒子は何故時間を遡行するのか

超光速粒子は何故時間を遡行するのか

昨月より興味心で相対性理論を勉強していま す。 相対性理論では、光速を超える粒子が存在する 場合に 「過去に粒子を送ることができる」 そうですが、これはどの様な理由に基づくもの でしょうか。 なかなか納得のいく説明を見つけることができ ません。 相対性理論に詳しい方のみ、ご回答お願いいた します。 (質問と関係のない回答、単なる知識の披露は 極力ご遠慮願います。)

現状の理解度

→「相対速度」「同時の相対性」「時空図」 等、基本的性質 はおよそ把握しています。

→加速系、力学への応用 ごく一部のみ手をつけています。

→一般相対性理論 テンソル見ただけで拒否反応が出ます。

Aベストアンサー

結果をまずいうと、「超光速粒子を過去に送れる」という主張にはちゃんとした理由がある。
No.3 ですでに解答出てるけどもステップをはさんで一応解説
あなたは1.~3.は多分すでに理解できてるんじゃないかと思うけど
思考実験の設定とか書いてあるから一応目を通して。

1.同時刻の相対性
静止している観測者O、右に進む観測者P、左に進む観測者Qがいる。
観測者Oからみて、左の地点Aに爆弾A、右の地点Bに爆弾Bがある。
観測者Oの慣性系からみて、2つ爆弾A、Bが同時に爆発したとする。
相対論の同時刻の相対性から
観測者Pからそれらの事象を見る時、爆弾Bが最初に爆発する。
観測者Qからそれらの事象を見る時、爆弾Aが最初に爆発する。
異なる2点の事象のどちらが先に起こるか、これは慣性系によって異なる。
ここは基本。

2.光円錐と絶対未来
観測者Oから見て、爆弾Aが先に、爆弾Bが後で爆発したとする。
その時間差が2点の距離÷光速よりも大きい場合、
どのような慣性系から見たとしても、1.で述べたような
爆発の順序の逆転は起こり得ない。
爆発Bは誰から見ても絶対に爆発Aよりも未来に起こる。
この事象Aから見た事象Bを「絶対未来」にあるという。
「その時間差が2点の距離÷光速よりも大きい場合」
これをミンコフスキー時空上で視覚化すると円錐状になり。
これを光円錐と呼び、その中の領域が「絶対未来」に相当する。
ここも基本。

3.因果律
観測者Oから見て、地点Aで爆弾Bの爆破スイッチが押され、それにより爆弾Bが爆発したとする。
その時間差が2点の距離÷光速よりも小さい場合
2つの事象のどちらが先に起こるか、これは慣性系によって異なる。
つまり爆弾が爆発した後に、爆破スイッチを押したと観測する慣性系が存在する。
この時、「結果は原因よりも時間的に後に起こる」という当たり前の法則が
一部の慣性系の観測者にとっては成り立たなくなる。
因果律がどの観測者にとっても成立するためには、
「原因」と「結果」で結ばれる2つの事象は
必ず「2点の距離÷光速」以上の時間差を持って発生する必要がある。
光速を超える「情報伝達」はない。
という表現は、この因果律による制約を指した表現になる。
ここは基本+α


4.超光速の下準備1
観測者Oから見て、レーザーポインタを使って地点Aから地点Bに向けて素早く光の軌跡を描いたとする。
この時、擬似的に地点Aから地点Bへ超光速の光の軌跡が描かれる。
もちろん地点Aから地点Bのに何の情報伝達もなされていないし、地点Aと地点Bの現象に因果関係もない。
通常の相対論の範囲内の現象である。
ここで重要なのは、この場合にも
「地点A、地点Bの事象のどちらが先に起こるか、これは慣性系によって異なる。」が成り立つということ。
つまり
「光の軌跡が右に進むと観測する慣性系、光の軌跡が左に進むとする慣性系の両方が存在する」
やはりこれも通常の相対論の範囲内の現象である。
大事なことなので二回言いました。

5.超光速の下準備2
ここからが相対性理論の範疇外
離れた2点をほぼ一瞬の内に因果関係で結ぶような行為、つまり超光速の情報伝達について考える。
観測者Oから見て、爆破スイッチAが押され、それによってほぼ同時に爆弾Bが爆発したとする。
(当然、爆破スイッチを押さない。という選択肢も選べる。)
しかしこの現象は一部の観測者Qにとっては
「爆弾Bが爆発した後に、爆破スイッチAを押した」ということになる。
つまり観測者Qにとっては、過去を切り替えるスイッチが存在することになってしまう。
(「爆破スイッチAを押す未来は、絶対に変えられない」という決定論的立場を取るなら話は別。)
4.の例を用いるのならば、地点Aから地点Bへと進む粒子を、地点Bから地点Aへと進んでいると観測する
観測者の存在を想定しなければならない。

ここまで読んで分かる通り
「超光速粒子を過去に送る」という発想は、「別の慣性系にいる観測者の手を借りる」
というのがそもそもの前提にある。
この先は紹介しているHPがあるのでわざわざ説明はしない。
「タキオンがあれば過去に情報を送れる」
http://homepage2.nifty.com/eman/relativity/tachyon_com.html

ただし、これは明らかに最初は「超光速などありえない、だってこんな事起こり得ないから」
という主張をしたいがために考えられた思考実験だったと思われる。
あくまで「粒子を過去に送れる」という主張ではなく、
超光速を認めると因果関係が逆転してしまう状況が生じてしまうのだ、という考えが根本。
どう受け取るかは、読者次第。
俺は無いと思う。

時間や質量が虚数になるとかどうとか、いう議論が常に先行して行われているが
「公式があります。代入してみました。虚数になりました。だから存在しません。いやいや、虚数だからといって存在しないともいえない、例えば量子力学では・・・ホーキング博士は・・・」
別にその議論がダメとか間違ってるとかいうわけじゃないけど。
そうじゃないだろ。と言いたい。

結果をまずいうと、「超光速粒子を過去に送れる」という主張にはちゃんとした理由がある。
No.3 ですでに解答出てるけどもステップをはさんで一応解説
あなたは1.~3.は多分すでに理解できてるんじゃないかと思うけど
思考実験の設定とか書いてあるから一応目を通して。

1.同時刻の相対性
静止している観測者O、右に進む観測者P、左に進む観測者Qがいる。
観測者Oからみて、左の地点Aに爆弾A、右の地点Bに爆弾Bがある。
観測者Oの慣性系からみて、2つ爆弾A、Bが同時に爆発したとする。
相対論の同時刻の相対性か...続きを読む

QInternet Exploloreのソフトエラー?

現象 インターネットエクスプローラーを起動し、色々なWebサイト
を開きますが、なぜかあるサイト(マイクロソフトのホームページ)
だけ開けません。DNSエラーとなります。原因が全くわかりません。
どなたか原因がわかりましたら教えてください。(IE 6.0)

Aベストアンサー

DNSエラーというからには、いわゆる名前解決がMSのサイトだけ出来ていないということでしょうか....

ファイル名を指定して実行でCMDと入力して
黒い画面が出てきたら
nslookup microsoft.co.jp
と入力します
こちらで同じことを実行すると
microsoft.co.jpのIPアドレスは
207.46.197.32
207.46.232.182
と二つ出てきました。
そちらでは如何でしょうか?
たぶん同じになるはずですが、違う場合はhostファイルが書き換わっている可能性もあります(ウイルスなどがいたずらをする事もあります)

次に出てきたアドレスのどちらかをInternet Exploloreの
アドレスバーにいれてエンターを押すとMSにいけるはずですが。

如何ですか?

参考URL:http://blog.pc-helpdesk.jp

Q電磁気の定数 μ0、ε0、k0、km はμ0が基準ですか?

電磁気の定数 μ0、ε0、k0、km はμ0が基準ですか?

電磁気学はド素人です。
高校教科書物理IIを勉強しています。

わからない点について、
ネットや本で調べているのですが、
どうしても分からない点がいくつかあるので、
質問してみることにしました。
ネット上で質問するのは初めてなので、
質問したいことが伝わるか不安ですが、
よろしくお願いします。

[1]
電磁気で登場する定数の値は教科書には
バラバラに値だけ書いてあります。
でも、何故そんな変な値になるのか?
(比例定数だからもっと簡単になればいいのに)
と疑問に思い、いろいろ調べているうちに
自分の中では以下のような結論に達しました。
が、これで正しいのか?
それとも、違う理由があるのか?を知りたいです。

●電磁気学はマクスウェルの方程式が基本
●マクスウェルの方程式に「4Π」が現れないように
 するために「μ0=4Π×10^-7」と定める
 (10^-7は実際に用いる値が
  小さすぎないためのケタ合わせ)
●マクスウェルの方程式より
 クーロンの法則の式が導けて
 その比例定数1/4Πε0 1/4Πμ0 を
 それぞれk0、kmとおく
●また、マクスウェルの方程式より
 c=1/(ε0μ0)^1/2 が導ける
●実験の測定値より、現在は光速c=2.99792458×10^8
 とされている
●以上より、μ0を決めるとk0、km、ε0が
 計算より求まる

でよいのでしょうか?

[2]
でも歴史的にはk0、kmが先に実験で求められて
それが1/4Πε0 1/4Πμ0であるため
正確な値が再定義されたのでしょうか?

電磁気は、単位や定数の値が後から
再定義されているものが多いようで
???ばかりです。

[3]
あと、磁場Hと磁束密度Bについて
B=μHの関係がありますが、
HとBは何が異なるのか、
その比例定数にあたる透磁率μは
何を意味するのかが理解できずに
悩んでいます。
教科書には
●磁場が磁極に及ぼす力から定めた磁場の強さ
●磁場が電流に及ぼす力から定めた磁場の強さ
と書いてありますが、
なぜその比例定数がμになるのでしょう?

いろいろ質問して申し訳ありませんが
最後にもう一つ。

[4]
磁気量の単位Wb(ウェーバー)の大きさは
何を基準に定めているのですか?

疑問だらけで、全然先に進めず困っています。
よろしくお願いします。

電磁気の定数 μ0、ε0、k0、km はμ0が基準ですか?

電磁気学はド素人です。
高校教科書物理IIを勉強しています。

わからない点について、
ネットや本で調べているのですが、
どうしても分からない点がいくつかあるので、
質問してみることにしました。
ネット上で質問するのは初めてなので、
質問したいことが伝わるか不安ですが、
よろしくお願いします。

[1]
電磁気で登場する定数の値は教科書には
バラバラに値だけ書いてあります。
でも、何故そんな変な値になるのか?
(比例定数だからもっと簡単になれば...続きを読む

Aベストアンサー

 ●の流れは正しいと思います。

 電磁気の単位が構築されたのは、理論がけっこうわかってしまった後の比較的最近(?)の事で、理論的に色々いじれるので、二つも三つも単位系が出来て上がってしまったというのが実情と思えます。

 例えばクーロンの法則、
  F=k0・q1・q2/r^2

で、力F=1(N),電荷q1=q2=1(C),距離r=1(m)の時で、k0を定義するとします。これで良さそうなのですが、電荷1(C)(クーロン)はどう定義するの?という問題が生じます。そこでk0=1(無次元)とおいて、逆にそれを、1(C)の定義にするなんてやり方もあります。このやり方だと、C=N^(1/2)×mになるので、電磁気の固有単位はなくなり、全て力学単位で表せますが、ちょっとやり過ぎでは?というのが正直な感想です(もちろん、正しいんですけど・・・)。
 というのは力学単位は、万有引力の法則、
  F=G・m1・m2/r^2

なんかから出てきたものなので、電気力とは力の起源が違うのだから、電気量の固有単位Cはあった方が気持ち悪くない・・・^^。
 というわけでCを採用します。そうするとk0の決め方は色々あるわけです。k0・q1・q2全体が、F×r^2に等しければ良いだけなので。
 電磁気学の基本法則は5つ(実質4つ)あります。ファラデーの法則,アンペールの法則,電場と磁場のクーロンの法則の微分形,電荷保存則。これらの式が綺麗になるようにk0やkmを決めます。決め方には一長一短があり、さっきのk0=1方式(今度は無次元でない)だと、電気は綺麗になるけれど、磁気はどうかな?といった具合です。なので、平等に綺麗に(汚く?)なるようなのがいちおう妥当であろうと・・・^^;。それで調整した結果、k0やkmは、あんな不思議な値になりました。
 ここで話をややこしくしたのはウェーバーさん(磁荷の単位)です。当時、磁場が電流から発生し、電流は電荷の流れである事はわかっていたので、アンペールの法則から、1(m)離れた平行一定直線電流間にはたらく力が1(N)のとき、1(A)(アンペア)と決めよう、みたいな事を言い出します。そして1(A)の電流が1秒間に運ぶ電気量が、1(C)だと・・・。ここが電磁気学と現実の世界との接点です。後は法則を順次たどって実験にかけ、k0やkmを決めます。この立場だと、光速はε0とμ0から決まります(こっちの方が、なんか嬉しい^^)。光速とμ0からε0を決める方が、より普遍的とは思いますけど、要は現実との接点をどこにするかです。

>なぜその比例定数がμになるのでしょう?
 たんなる単位合わせの結果だ、というのはいちおうの正解だとは思います。でもμって、物質定数なのはご存知ですよね?(真空も物質の一種と考える)。という事は、同じ磁束密度B(電流値で決まる)であっても、まわりの状況によって磁場H=1/μ×Bは変わってくる。こういう場合、比例定数によらない(まわりの状況に左右されない)物理量Bの方が、磁場の正体だ!と考えたくなります(説明になってないかな?^^;)。

参考URL:http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E7%A3%81%E6%B0%97%E3%81%AE%E5%8D%98%E4%BD%8D

 ●の流れは正しいと思います。

 電磁気の単位が構築されたのは、理論がけっこうわかってしまった後の比較的最近(?)の事で、理論的に色々いじれるので、二つも三つも単位系が出来て上がってしまったというのが実情と思えます。

 例えばクーロンの法則、
  F=k0・q1・q2/r^2

で、力F=1(N),電荷q1=q2=1(C),距離r=1(m)の時で、k0を定義するとします。これで良さそうなのですが、電荷1(C)(クーロン)はどう定義するの?という問題が生じます。そこでk0=1(無次元)とおいて、逆にそれを、1(C)の...続きを読む


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