3年半ぶりとなる「うるう秒」が2012年7月1日に「午前8時59分60秒」として挿入されると聞きました。現在の1秒はセシウムを元にした原子時計で定義されるということも分かりました。さて、地球の自転周期がだんだん遅くなっているということですが、この地球の自転速度あるいは自転周期のどのようにして計測するのでしょうか?? 詳細ではなくても良いので大体のところをご教示願えれば幸いです。

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A 回答 (2件)

短時間・短期間での自転速度の計測については、現行の計測技術がないと計測できません。

(No.1:equinox2さんの回答の通り)
 
昔、こうした技術がなかった時代の自転周期については、別の方法で推定されるようです。
 
地球や月で公転や自転の周期や距離関係などが現状と変わらないと仮定して過去に遡って計算するといつどこで日食や月蝕が観測されるのかが計算されます。その計算と実際の観測記録をつき合わせて日付や場所のズレを調べると、自転の違いなどが推計できるそうです。このサイトには、紀元前900年~西暦1200年頃の自転周期の大きな変動の推定カーブが計算されています。http://www.wagoyomi.info/suiko/suiko.html
 
人類の記録が日付や場所、事実かどうか疑問がある時代や、人類が記録を残せない時代については、サンゴなどの成長が縞となって残っている日輪、年輪を調べるのだそうです。地球の公転1回の間に寒暖があると成長記録の縞でそれが残ります。一日の昼夜の成長記録が縞に残ると日がわかります。1年間に何日あったのかを、太古のサンゴやオウムガイの化石の縞で調べるそうです。また、地層を調べると海の潮の干満がパターンで残っているところがあるので、そうした堆積物の状況でも1年の日数を調べることができます。他の観測や事実確認から、公転周期が大きく変わっていないことがわかれば、1年の日数の変化から、1日の時間の変化が推定できるそうです。 http://www.geog.or.jp/journal/back/pdf114-3/p419 … (下の図はp11/15にあります)
 
その他にも月の運動を調べる方法で、太古の地球の自転が1日10時間以下だったらしいという推定もあるそうです。
http://rikanet2.jst.go.jp/contents/cp0320a/conte …
「そもそも地球が誕生したころは、自転周期は5時間程度だったと考えられています。6億年前でも約22時間程度で、今よりもずっと早く自転していました。では、どうして地球の自転は遅くなっていくのでしょう。 地球の自転にブレーキをかけているのは、主に「潮汐作用」です。とりわけ月の影響が大きくあります。月は1年に約3cmずつ遠ざかっています。ぐるぐる回る地球の自転のエネルギーを、潮汐作用を通じて月が受けとっているため、月はしだいに遠ざかってしまいます。その結果、エネルギーを吸い取られた地球は、自転が遅くなります。 地球だけに限ってみれば、自転が遅くなるのはわかりやすいといえます。潮の満ち干によって移動する海水と海底との摩擦で、自転のエネルギーが失われます。正確にいえば、地球潮汐(地殻の上下)や、地球の中心の液体核、それに地球の大気と地面との摩擦なども効いています。さらに細かく調べると、地球の自転速度が遅くなっていくペースも一定ではないことがわかってきました。過去の日食の記録による調査からは、地球の気候変動が自転速度に影響を及ぼしていることや、最近の正確な地球の自転運動の研究から、大きな地震の前後で自転速度が変化してしまうことなどがわかりつつあります。」
 
http://www.nao.ac.jp/QA/faq/a0404.html
「地球の自転速度は、長期的には、主に「潮汐摩擦」(潮の満ち引きによって起こる海水と海底との摩擦)によってだんだん遅くなっています。 しかし、数年から20年ぐらいの期間で考えると、地球内部にある「核」の運動の変化や、地球規模での水(海水、陸水、氷河)の分布変化などが原因となって変動し、自転速度は、必ずしも一定の割合で遅くなっているわけではありません。 それでは地球の自転はどのぐらいの割合で遅くなっているのでしょう。 19世紀の約100年間の地球の自転による1日の長さの平均が24時間に等しくなるように定められましたが、1990年頃には、地球は24時間より約2ミリ秒(1ミリ秒は1秒の1000分の1)長くかかって1回転しています。1回転にかかる時間が100年間で2ミリ秒長くなっていることになりますので、もしもこの割合がこれからもずっと続くと考えると、5万年で1秒、1億8千万年で1時間長くなることになります。このことはつまり、1億8千万年後には、1日の長さが25時間になってしまうということを意味しています。 しかし、この割合でずっと地球の自転が遅くなり続けるのかどうかはわかりません。現に、2003年現在、地球の自転を観測すると、地球は24時間より約1ミリ秒長くかかって1回転しています。1990年のころと比べると、地球の自転速度は、むしろやや速くなっているのです。」
「地球の自転速度あるいは自転周期の測定方法」の回答画像2
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この回答へのお礼

その道の専門家の方でしょうか。詳細な解説、誠にありがとうございます。太古の昔の日食や月食の検証だなんて、とってもロマンがありますよね。そういった研究をされている方々がいらっしゃるなんて素晴らしいです。地球の自転速度が変化しているとはいっても、何十年もかけて24時間でミリ秒の単位だなんて、十分に正確ですよね。昔の時計よりも正確です。(笑) そんな正確な地球は素晴らしいです。それ以上にそれを計測するツールを持っている人間もさらに素晴らしいですね。

お礼日時:2012/02/03 01:01

こちらをご覧ください。

ほぼリアルタイムで計れるほどに進化

http://www2.nict.go.jp/w/w114/stmg/ivstdc/siryou …
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この回答へのお礼

ありがとうございます。電波望遠鏡で、遠くの星からの電波を捉えるんですね。遠ければ遠いほど正確な測定ができるんですよね。この方法で地球の位置の計測にも使用されていると聞いたことがあります。テクノロジーの進歩、すごいですね。

お礼日時:2012/02/03 00:42

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Q地球の自転周期をの求めたら答えが意味不明!

地球の半径(以下 R )を6.4×10の6乗 重力加速度をg=9.8
地球の自転周期(以下 T )を求めたのですが
T=2π×√(R/g)で計算してみると

地球の一日が5077秒になってしますのですがどこが違いますか?

Aベストアンサー

地球の重力加速度も半径も自転周期とは無関係です。

同じ球でも、速く回すことも、遅く回すこともでます。

>T=2π×√(R/g)

これは地表近くを回る人工衛星の地球周回時間ですね。

Q地球の自転、公転の速度

地球の自転、公転の速度を教えてください。
それと光の速さについても教えてください。
お願いします。

Aベストアンサー

 光速を算出するのは少し物理学的な手法が必要ですが、自転公転の速度は(概算でよければ)小学生でも計算できます。

【自転】
 地球一周を赤道上で計るとおよそ4万kmくらいなので、これを24時間で割り算して
 4万(km)÷24(時間)=1666(km/h)
 ちょっと実感がわかない数字なので秒速に直してみると、およそ500m/sくらい(?

【公転】
 これを求めるためには地球が描く軌道の距離が必要です。地球は楕円を描いて太陽を回っていますが、ほぼ円に近いとして。公転距離=2πr×天文単位。
 天文単位は地球では1で、1天文単位=149576960kmと求められているので、公転距離はおよそ939819740kmです。これを365日で割って・・・260万km/day。
 全く実感がわかない数字になったので時速と秒速に直しておきます。時速=10万km/h 秒速=30km/s

 参考URLが時速だけは計算してくれています。今PCの電卓を起動してカタカタやってたんですけど、思ったより無茶苦茶に早いですね。

【光速】
 Maxwell(1831~1879)という物理学者が、理論的に光の速度を導き出したことは有名な史実です。光は、携帯電話やラジオに使われる電磁波(電波)の仲間で、これら電磁波は波長が違っても速度は全て同じ、およそ秒速30万km/sです。電話してても僕らの声が相手に遅れずに届くのも電磁波の速さのお陰?
 上に地球一周の長さ(4万km)を出しましたが、これによると光は1秒で地球を7周半する計算になります。公転自転もべらぼーに早かったですが、さすがに光にはかないません。

 全く話が横道にそれるようですが、かのアインシュタインの相対性理論は「光より速いものは存在しない」ことを前提にした理論であること、また現代の多くの物理学者もアインシュタイン同様「光より速いものは存在しない」と考えていることを付け加えておきます。

 何年生かは存じ上げませんが、そんな些細な疑問がすぐに直結するほど科学(理科)が身近に存在することを知ってもらえたら嬉しく思います。

参考URL:http://www.expocenter.or.jp/shiori/ugoki/ugoki3/ugoki3.html

 光速を算出するのは少し物理学的な手法が必要ですが、自転公転の速度は(概算でよければ)小学生でも計算できます。

【自転】
 地球一周を赤道上で計るとおよそ4万kmくらいなので、これを24時間で割り算して
 4万(km)÷24(時間)=1666(km/h)
 ちょっと実感がわかない数字なので秒速に直してみると、およそ500m/sくらい(?

【公転】
 これを求めるためには地球が描く軌道の距離が必要です。地球は楕円を描いて太陽を回っていますが、ほぼ円に近いとして。公転距離=2πr×天文単位。
 天文...続きを読む

Q地球の自転と一日の長さ

天体についての学習をしています。
手元にある参考書には地球は23時間56分で1自転していると書かれています。そのあとに「恒星は23時間56分で日周運動をしている」という記述があって、これは納得がいくのですが、その続きに「太陽は24時間で天球上を一周する」という記述があります。この4分の違いはどこから来たのでしょうか。また、そもそも、1日とはどのようにして決められているのでしょうか。もし「地球が1自転するのに要する時間」だとしたら、一日に4分ずつのずれがあって、一年で24時間のずれが発生してしまうと思うのですが・・・
なんだかとても気持ち悪いので、回答よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

 
 
1.
 昨年の春分から 今年の春分までの 実際の時間を見てみましょう。NASAやアメリカ海軍天文台の観測データを拾えば計算できます。

 春分点通過時刻(協定世界時);
  2004年3月20日 06:49 秒以下不明
  2003年3月21日 01:00 同
 引くと
  1年 = 365日 5時間 49分 (2004年はうるう年)
     = 365日と20940秒
     = 31,556,940秒



2.
 次に、遠い星を基準にして測った 地球の自転時間のデータがあります
  86164.09054秒
  = 23時間 56分04秒09054
のようです。(1995年値らしい)

 この二つから 1年間の自転回数 が分かります
  1年間の自転回数 = 春分から春分までの時間 ÷ 自転の時間
   = 31,556,940秒 ÷ 86164.09054秒
   = 366.2423615 回転/年
です。
宇宙空間から地球を見てれば こう見えます。
地球上に居て太陽を見てると、公転のために回転が1つ打ち消されて、

  太陽の周回数 = 365.2423615 回転/年
に見えます。
地上から見た太陽が回る回数 すなわち「1年の日数」です。これが「春分回帰年」と呼ばれています。



3.1日は何秒か?
理想的な計算では
  1日24時間 = 24×60×60秒 = 86400 秒
ですが、
実際は
  1日の時間 = 春分から春分の時間 ÷ 回帰年の日数
          = 31,556,940 ÷ 365.2423615
          = 86399.999908 秒
となりました。
素人計算なので精度は×ですよ。
(2003年末はうるう秒ありませんでした。)



4.
 回帰年の今昔。
時間の定義は、昔は地球が太陽を一周する時間で決めてました。これは伝統に従った定義でした。
しかし、
精密に測ったてみたら、なんと!軌道は円でも楕円でもない、つる巻バネのように 巻きながらズルズル…と移動してるのでした。しかもスピードが絶えず変動し続けてます。
 そのため、
元旦から次の元旦までの時間、同じく、春分から春分まで、夏至から夏至、秋分から秋分、冬至から冬至、自分の誕生日から次の誕生日、君の誕生日から次の誕生日、の時間が ぜんぶ違うことが分かりました。
伝統的な考えでは これらはすべて「1年」だから 同じなはずですね。
 そこで昔は、春分,夏至,秋分,冬至の周期を実測して、4つを平均した値を

   「平均回帰年」と定義してました。
   およその値は 1年=365.2422日

 時間の定義もこれから決めていました。しかし地球は不規則に変化し続けるので 精度の桁数を増やせない。
そこで御存知のように、基準を「地球から原子へ」変えてしまいました。同時に1年の定義に平均回帰年を使わなくなりました。軌道が単純閉曲線でないので「4つの平均」の物理的意味が不明瞭すぎるのです。
 暦は、
グレゴリオ歴の暦法が(キリスト教が「奇跡」に固執した歴史的産物とは言え)春分が最優先であることから「春分回帰年」を使っています。(春分自体はイスラムや仏教世界でも共通の季節概念です。)
暦の計算での1年は仮想の平均回帰年ではなく春分回帰年が共通概念です。しかしネット上にはまだ平均回帰年での解説が残っており、特に日本では春分回帰年を明言してるサイトはほんのわずかなようです。できれば小学校でトレビア的雑学として教えて欲しいですね。

   春分回帰年のおよその値は 1年=365.2424日

です。3項の計算値 1年=365.2423615日 も範囲に納まってます。

 参考までに、平均回帰年が先端科学?だった時代に咲いた「あだ花」の物語を;
http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=884049
 
 
(No9は誤記が多いので上記のように改めます。m(_._)m )

参考URL:http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=884049

 
 
1.
 昨年の春分から 今年の春分までの 実際の時間を見てみましょう。NASAやアメリカ海軍天文台の観測データを拾えば計算できます。

 春分点通過時刻(協定世界時);
  2004年3月20日 06:49 秒以下不明
  2003年3月21日 01:00 同
 引くと
  1年 = 365日 5時間 49分 (2004年はうるう年)
     = 365日と20940秒
     = 31,556,940秒



2.
 次に、遠い星を基準にして測った 地球の自転時間のデータがあります
  86164.09054秒
  = 23時間 56分04秒09054
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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年周光行差から公転速度の求め方

年周光行差が20.5"であるとき、
この惑星(地球)の公転速度はどのように求めるのでしょうか?
光速をc,角度1"=4.85×10^(-6) radとします。

お願いします。

Aベストアンサー

星から来る光がなぜ「傾いて見えるのか」を図にすればわかる.

Q年周視差と年周光行差の違いについて

現在、受験勉強中なのですが、

年周視差と年周光行差の違いが何度読んでみても
イメージしづらいです。

どなたかわかりやすい解説をしていただけませんでしょうか?

Aベストアンサー

年周視差のアナロジーは「車に乗って動いていると, 近景が遠景に相対的に動く」というもので, 対象までの距離によって大きさが変わります.
一方, 年周光行差のアナロジーは「雨が降っているときに歩いていると傘を斜めにささなきゃいけない」というもので, その大きさは対象までの距離に依存しません.

Q光と電波。X線などは同じ速度ですか?

光の速度は一定だと習いました。
ところで電波と呼ばれているものも光の一種でしょうか?
X線とか、ニュートリノも同じ速度でしょうか?
光の定義を教えてください。

また光といっても七色あり、波長が違います。
それぞれの波長の光でも速度が一定というのも納得しにくいところです。
また光ファイバーでは、硝子の中を光が通過するわけですが、ここでも速度は一定なのでしょうか?

光の速度をコントロールすることはできませんか?
速くするのは無理としても遅くするのは可能ではありませんか?

Aベストアンサー

たくさん質問が並んでいてたくさんの人からいろいろな回答が出てきますのでご自分で整理しながら聞いてくださいね。時にはウソも混じってますので気をつけろ!

「光の定義」というのは少なくとも物理学の範囲ではひとつに決まらないはずです。出てくる場所によりますね。ですので、#3の回答にあるように、「可視光」「電磁波」などと言い換えて定義することになります。物理学を超えて、「希望の光」とか使うこともありますからね。

質問に出てきた中で、「ニュートリノ」だけは明らかに他とは異なり、「電磁波」の仲間ではありません。「電磁波」は量子力学的には波であると同時に質量の無い「光子」が飛んでいると考えてよいのですが、ニュートリノはどうやら質量があるようです。
ので、真空中では光と同じ速度で飛ぶことはできなです。(が、質量があるといっても非常に軽いので実際には光とほとんど同じ速度で飛行します。)

>それぞれの波長の光でも速度が一定というのも納得しにくいところです。

ですね。そこをまず、「一定とする」して受け入れたところからアインシュタインは(特殊)相対性理論を打ち立てたのです。納得できないのであればとことん調べてみましょう。

#2さんのおっしゃるように、真空中ではなくガラスなどの媒質中では波長によって速度は異なります。そのため、プリズムでは白色光をなないろに分けることができるのです。

>また光ファイバーでは、硝子の中を光が通過するわけですが、ここでも速度は一定なのでしょうか?

一様な媒質中を通るので通常は一定ですね。ただし、光ファイバーの中では光はまっすぐに走るわけではなく、壁に何度も反射してコルク抜きの様にぐるぐる回りながら進む場合もあります。そのときはファイバーの長さよりもかなり長い距離を進むことになるので到達時間は長くかかることになります。何10kmもある長ーいファイバを使った通信ではこのようなことが起こると高速通信ができなくなるので「シングルモード」というできるかぎりまっすぐ光が進むようにしたファイバを使うようにしているようです。ある意味、光の速度をコントロールして使っている、ともいえるでしょう。(本当は光の経路をコントロールしているんですけどね。)

たくさん質問が並んでいてたくさんの人からいろいろな回答が出てきますのでご自分で整理しながら聞いてくださいね。時にはウソも混じってますので気をつけろ!

「光の定義」というのは少なくとも物理学の範囲ではひとつに決まらないはずです。出てくる場所によりますね。ですので、#3の回答にあるように、「可視光」「電磁波」などと言い換えて定義することになります。物理学を超えて、「希望の光」とか使うこともありますからね。

質問に出てきた中で、「ニュートリノ」だけは明らかに他とは異なり、「電磁...続きを読む

Q一次標準、二次標準について

一次標準、二次標準がどのようなものであるか、
分析の滴定の実習を行ったあと課題としてでたので、
分析の教科書や、ネットで探して見たのですがよくわかりませんでした。
一次標準といった場合、一次標準物質ということなのでしょうか?

一次標準、二次標準について教えていただけたら嬉しいです!

Aベストアンサー

たとえば、その純度が正確にわかっているものを一次標準
一次標準を基にして純度を求めたものが二次標準と言う考え方となります。

標準物質は、国家検定で、値付けされているものを
一般的に一次標準と考えますね。

QDNAの長さの計算(大学受験)

DNAの長さの計算(大学受験)

模試の問題なのですが、解答に式しか書いていないので、どうしてそうなるのかわかりません。よろしくお願いいたします。

問題文
大腸菌の染色体DNAには約4.0x10^6塩基対が含まれている。
1,DNAの塩基対間の距離が3.4x10^(-10)mであるとすると、大腸菌1個に含まれる染色体DNAの長さは何mmになるか。
2,大腸菌のタンパク質の平均分子量を4万, タンパク質中のアミノ酸の平均分子量を100とすると、大腸菌の染色体DNAには最大限何種類のタンパク質を合成できる遺伝子の容量があるか。

まず問題文の「DNAの塩基対間の距離」についですが、私は、DNAは二重らせん構造なので、塩基対間の距離とは、二本のDNAの一本ずつの塩基間の距離(横同士の距離)だと思ったのですが、あっていますか?でも、この問題はDNAの長さつまり、縦の距離を聞いているのだからこの考え方はおかしいのかと思って、問題のいう「DNAの塩基対間の距離」を一本のDNA鎖の隣同士の塩基間の距離と考えてみました。そして式は、(4.0x10^6) /(3.4x10^(-10)) としました。

また問2は、1つのタンパク質は400個のアミノ酸からなる。つまり400x3塩基。
「4.0x10^6塩基対」含まれるので、全体では、4.0x10^6塩基x2倍。
よって、(4.0x10^6)x2/400x3=6666としました。

が解答は、
1,塩基対bp。原核生物にはイントロンがない。
(3.4x10^(-10))<m/bp>x(4.0x10^6)<m/bp>=0.00136m
2,タンパク質1文市中の平均アミノ酸数は400個より、必要なbp数は400x3(bp)なので、(4.0x10^6)/(400x3)≒3333
となっていました。
1はまったく解答の意味がわかりません。2は私の考えた数の半分ですね。4.0x10^6というのは、“対“だから全体はその倍になるのでは?と思いましたが。

特に問1について、どうして解答のような式になるのか教えてください。Bpという言葉も初めて聞きました。よろしくお願いいたします。

DNAの長さの計算(大学受験)

模試の問題なのですが、解答に式しか書いていないので、どうしてそうなるのかわかりません。よろしくお願いいたします。

問題文
大腸菌の染色体DNAには約4.0x10^6塩基対が含まれている。
1,DNAの塩基対間の距離が3.4x10^(-10)mであるとすると、大腸菌1個に含まれる染色体DNAの長さは何mmになるか。
2,大腸菌のタンパク質の平均分子量を4万, タンパク質中のアミノ酸の平均分子量を100とすると、大腸菌の染色体DNAには最大限何種類のタンパク質を合成できる遺伝子の容量がある...続きを読む

Aベストアンサー

 はじめまして。
 これ、すごく単純な問題ですよね。

 問題は2重らせんだからと、答えを倍にしてしまったことにあります。
 DNAの2重らせんの片方は単なる相補的コピーですから、この問題ではまったく考える必要がありません。「自己複製するための鋳型」という意味しか持ちませんので。(ほ乳類などの遺伝学では、それだけでもないようなのですが)
 なので「塩基対間の距離」は、ハシゴの縦棒の間隔ではなく、「段」の間隔です。
 つまり単純にかければ良いだけです。

 なので1の問題は、「一段の間隔が30cmで100段あるハシゴの長さはどれだけか」というのと同じ問題です。DNA鎖は"ねじれたハシゴ"ですが。

 解答も、
(3.4x10^(-10))<m/bp>x(4.0x10^6)<m/bp>=0.00136m
 で単純にかけているだけでしょう?
 ちなみに4.0×10~6の単位は<m/bp>ではなくて<bp>のはずですが。

>問題のいう「DNAの塩基対間の距離」を一本のDNA鎖の隣同士の塩基間の距離と考えてみました。

 ここまでは合ってますが、割ったのが間違いです。この問題は「一段が3.4x10^(-10)mで約4.0x10^6段あるハシゴの長さはどれだけか」という問題ですから。

 2についてですが、これも2をかけたのが間違いです。
 アミノ酸のコードは片方のDNA鎖にしかありません。もう片方は「DNAを複製するときの鋳型」でしかないのです。
 なので2をかけなければ答えは合ってますよね?

 ということでお判りになったでしょうか?

 はじめまして。
 これ、すごく単純な問題ですよね。

 問題は2重らせんだからと、答えを倍にしてしまったことにあります。
 DNAの2重らせんの片方は単なる相補的コピーですから、この問題ではまったく考える必要がありません。「自己複製するための鋳型」という意味しか持ちませんので。(ほ乳類などの遺伝学では、それだけでもないようなのですが)
 なので「塩基対間の距離」は、ハシゴの縦棒の間隔ではなく、「段」の間隔です。
 つまり単純にかければ良いだけです。

 なので1の問題は、...続きを読む

Q光のドップラー効果と光の波長について

音のドップラー効果の場合、音源が動くと音源前方では波長が短くなり
音源後方では波長は長くなり、その波長は音の振動数が一定なら音波が
進んでも変わりません。

しかし星からの光の赤方偏移は、空間の膨張によって起こっているわけですので、
動く音源から音波が広がるような波面の動きとは全く異なると思います。

地球から距離が遠いほど空間の膨張スピードが大きいと考えられているので、
私の予想では、星から出たばかりの光の波長は長く(つまり赤方偏移の度合いが大きく)、
地球に近づくほど短くなると思うのですが、あっていますでしょうか?

そう考えると、ちょっと疑問が出てきてしまいます。
光の速さをc、地球から星が遠ざかる速さをv、D線の振動数をf0、赤方偏移した
D線の振動数をfとすると、ドップラー効果の公式によって次の関係が得られる
かと思います。

f={c/c+v}f0

※高校のある問題集でこの式を求めさせるものがありました。
※ウィキペディアでは違う式になっています。

しかし星から出た光の波長や振動数が地球に近づくにつれて徐々に変化すると
仮定すると、この式のfはいったいどの位置での振動数になるのかと思ってしまいます。
地球に届いたときの振動数なのか、星を出発した直後の振動数なのか…

そもそも星から光が出てから地球に光が到達するまで、空間の膨張は刻々と変化
しているわけで、本当にこの式が正しいのかと疑問に思ってしまいます。

また、式は地球から遠ざかる速さを用いていますが、これも納得いきません。
刻々と変わる空間の膨張スピードを用いるのならわかりますけど。

どうかご回答よろしくお願いいたします。

音のドップラー効果の場合、音源が動くと音源前方では波長が短くなり
音源後方では波長は長くなり、その波長は音の振動数が一定なら音波が
進んでも変わりません。

しかし星からの光の赤方偏移は、空間の膨張によって起こっているわけですので、
動く音源から音波が広がるような波面の動きとは全く異なると思います。

地球から距離が遠いほど空間の膨張スピードが大きいと考えられているので、
私の予想では、星から出たばかりの光の波長は長く(つまり赤方偏移の度合いが大きく)、
地球に近づくほど短くなると...続きを読む

Aベストアンサー

波長というのは光源と観測者との関係によってきまります。

ひとつ思考実験をしてください。

ここに光源がある、それに対して貴方が光速の1/2のスピードで遠ざかったと
したらどうなるでしょう? 光速は一定です。これは光源や観測者の運動には関
係ありません。ですので当然に波長が長く観測されますよね。

では、その光源から貴方までの間に波長が変わりましたか? そうじゃないです
よね。波長が可変になるのではなく、観測する貴方が運動したから波長が長く観
測されたのです。

宇宙の膨張もそうですよ。


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