出産前後の痔にはご注意!

量子論の二重スリット実験について、私の理解だと
①観測していない場合は、波だとすると、スリットの板に衝突した波はどうなりますか?
②観測した場合は、粒子なので、板にぶつかってスリットを通過しない粒子も発生するのでしょうか?
③もしそうだとすると、確率の計算は、どのようになるのでしょうか?

A 回答 (1件)

観測とはどこの観測ですか?全く観測しないと「月は見ていないと存在しない」になってしまいます。

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この回答へのお礼

スリットの直前を観測した場合と云うことでお願いします。

お礼日時:2017/09/20 21:55

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このQ&Aと関連する良く見られている質問

Q遠心力はなぜ見せかけの力と呼ばれているのですか?

等速円運動をしている物体は、中心方向にrω^2の加速度を持ち、これに質量mをかけた力Fを向心力といいますが、一方でなぜ遠心力は慣性系で見せかけの力といわれているのでしょうか?個人的には、遠心力は見せかけの力などではなく、向心力との力のつり合いや、向心力の反作用のような気がするのですが。また、遠心力が見せかけの力なのであれば、向心力も見せかけの力であると考えますが、向心力はそういう定義ではありませんよね。遠心力は実際に、水の入ったバケツを振り回した際、水がこぼれなくなる力であり、スクーターなどの遠心クラッチや遠心プーリなどは、この原理を応用して、クチッチや、プーリの開閉をしてギア比の調整をしています。

お教えください。以上です。

Aベストアンサー

例え話、置き換えての説明が理解できないと理解できませんが。
実験、縦横10Cm、20cmの板20cm側に低い壁を作り、板の中央にさいころを置きます。
その状態で板全体を等速で引っ張ります(慣性で等速直線運動の再現?)。
その状態で、板を急に手前(引っ張る方向とは直角方向)に引っ張ります(向心力という加速度?)。
サイコロはどうなるか?、自身の慣性で板上でその場にとどまろうとするが板は手前に移動する結果、向こう側の壁にぶち当たる。
でも、板だけを見るのではなく、周囲の環境も含めて観察すれば、板は引っ張られる方向に動きつつ手前に移動します、つまり斜めに移動、この瞬間が連続すると軌跡が円運動になります。
その結果さいころは向こう側の壁に押し付けられ続けます。
最初のさいころの動き、板の上だけ見ているとサイコロが向こう側に動いたと見えます、でもサイコロには何も力は加わっていません、力が加わり動いたのは板です。
全体を見ると?、透明の板でしたが方眼紙のようなメモリがあると、サイコロは当初から引っ張られている方向には移動していますが、こちら側にに向こう側にも、壁に当たるまでは移動していません。
でも確かに壁に当たり、何等かの力?は当然感じます、これが遠心力。
反対方向に進む電車が同時に停車していて片方が動き出したとき、一瞬はどちらが動いたのかは判断できないのと同じ。
つまり物体自身の慣性により動こうとしないのに相手が動く、相対的に物体自身が動いたよう感じる。
等速直線運動はどちらも同じ条件のため、停止状態と等価、ゆえに、相対的に感じる遠心力は向心力と正反対になる。

例え話、置き換えての説明が理解できないと理解できませんが。
実験、縦横10Cm、20cmの板20cm側に低い壁を作り、板の中央にさいころを置きます。
その状態で板全体を等速で引っ張ります(慣性で等速直線運動の再現?)。
その状態で、板を急に手前(引っ張る方向とは直角方向)に引っ張ります(向心力という加速度?)。
サイコロはどうなるか?、自身の慣性で板上でその場にとどまろうとするが板は手前に移動する結果、向こう側の壁にぶち当たる。
でも、板だけを見るのではなく、周囲の環境も含めて観...続きを読む

Q鉛がウランの最終崩壊産物というのは本当ですか?

鉛がウランの最終崩壊産物というのは本当ですか?

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理科年表に

238Pu, 87.7y, α, SF
239Pu, 2.411・10^4y, α, SF
240pu, 6.564・10^3y, α, SF
241Pu, 14.35y, β-, α
242Pu, 3.75・10^5y, α, SF

とあるのですが、

これが 241Pu は ベータ壊変ののち、アルファ壊変する、という意味ならば

241Pu → 241Am → 237Np

となってネプツニウム系列の最後は 205Tl になるのでしょうか。

Q原子核崩壊でα線やβ、γ線が出るのはわかるのですが、出続けるメカニズムがわかりません。

原子核崩壊でα線やβ線、γ線が出るのはわかるのですが、出続けるメカニズムがわかりません。放射性物質の半減期は何万年もあるものもあります。原子核が崩壊すればそのエネルギーが放射線となって放出されるのはわかるのですが、それは最初の一回だけ起こって、それが起こればもう起こらないのではないですか? つまり放射線も一回だけ出てもう出ない。それがずっと続いているというのは、ずっと原子核崩壊が続いているということなのでしょうか? 放射線が出続けるメカニズムがわかりません。ご教示よろしくお願いいたします。

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ある放射能を持つ核種が、単位時間に崩壊する確率は、置かれている環境に左右されません。その核種、固有値であることが経験的に知られています。
確率なので、1つの粒を見ていれば、

・ いつ崩壊するかは神のみぞ知るということで、だれにもわかりません。
・ もちろん、崩壊してしまえば、その粒からは放射線はでません。

ということになります。

その同じ核種を一定量集め、たくさんの粒を統計的に観察し、半分の粒が放射線を出して崩壊するまでの時間を半減期と呼ぶわけです。
たくさんの粒があるから、放射線が出続ける。別に不思議なことはないですね。

半減期ごとに半分になり、やがてすべて崩壊すると、放射線は出なくなります。

Q1GB(ギガバイト)って、何g(グラム)の重さですか?

こんにちは。
1GBは、何グラムでしょうか?
GBがデータの単位で、グラムが重さの単位であることはもちろん理解している上での質問でございます。

パソコンで作った1GBのデータは、Wifiに乗せて他の家のサーバーやパソコンやスマホに運べるということは、確かに物体として存在するわけで、どのくらいのデータ量(GB)が集まったら、やっと1gになるのでしょうか?
よろしくお願い致します。

Aベストアンサー

有名な「マクスウェルの悪魔」に関連して、「シラードのエンジン」という話があります。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%9E%E3%82%AF%E3%82%B9%E3%82%A6%E3%82%A7%E3%83%AB%E3%81%AE%E6%82%AA%E9%AD%94#.E3.82.B7.E3.83.A9.E3.83.BC.E3.83.89.E3.81.AE.E3.82.A8.E3.83.B3.E3.82.B8.E3.83.B3

簡単に結果を述べれば、もし、熱力学の第二法則が正しい(第二種の永久機関が作れない)とするなら、
温度Tの環境で、1bitのデータを記憶するには、最低でも、k*T*log(2) のエネルギーが必要です。
例えば、T=300(K) (27℃)だとすると、1GB 記憶するには、
https://www.google.co.jp/search?q=%28Boltzmann+constant%29%2a%28300+kelvin%29%2aln%281e9%29
8.58346389 × 10^-20 ジュールのエネルギーが必要です。
さらに、有名な E=MC^2 を使えば、これは、
9.55039158 × 10^-37 キログラムに相当します。
https://www.google.co.jp/search?q=%28Boltzmann+constant%29%2a%28300+kelvin%29%2aln%281e9%29%2f%28c%5e2%29

有名な「マクスウェルの悪魔」に関連して、「シラードのエンジン」という話があります。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%9E%E3%82%AF%E3%82%B9%E3%82%A6%E3%82%A7%E3%83%AB%E3%81%AE%E6%82%AA%E9%AD%94#.E3.82.B7.E3.83.A9.E3.83.BC.E3.83.89.E3.81.AE.E3.82.A8.E3.83.B3.E3.82.B8.E3.83.B3

簡単に結果を述べれば、もし、熱力学の第二法則が正しい(第二種の永久機関が作れない)とするなら、
温度Tの環境で、1bitのデータを記憶するには、最低でも、k*T*log(2) のエネルギーが必要です。
例えば、T=300...続きを読む

Q電子軌道が波長の整数倍な訳

原子物理の質問です。
原子核の周りを周回する電子が波長の整数倍となる長さを持つ軌道上にしか安定して存在しないのは何故ですか?
また、このとき言っている電子の波長とは電子の持つ波動性に着目しているわけなのですが、このときの電子の波動性の意味がよくわかりません。(具体的に縦波なのか横波なのかetc.)
電子が一周したとき、同位相でなければならないのは化学の電子軌道の知識がないといけないのでしょうか。

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量子論の中でも「前期量子論」と呼ばれる分野です。
長岡半太郎の「長岡モデル」も併せて学ばれると、後輩に教えるときに重宝します。

Q中学理科で光の正体は電磁波で、色の違いは波長の違いと勉強しましたが腑に落ちない点があります。

中学理科で光の正体は電磁波で、色の違いは波長の違いと勉強しましたが、腑に落ちない点があります。

例えば、部屋の本棚が茶色である時に、

茶色である本棚から茶色の波長の電磁波が出ているということでしょうか?

本棚からある一定の波長の電磁波出ているというのは、直感的に腑に落ちません。

もちろん、光源は部屋の蛍光灯ですが、蛍光灯の種類に関係なく本棚は茶色なのでやはり本棚から電磁波が出ているのでしょうか?

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>色の違いは波長の違いと勉強しましたが

大筋はそうなのですが、色=波長 ではないのです。

人間の目、網膜上には 赤付近の波長に主に反応する視細胞、緑付近の波長に主に反応する視細胞、
青付近の波長に主に反応する視細胞の3種類の視細胞があります。

人間の脳は、この3種類の視細胞の出力の「割合」を見て、色を判断しているのです。

例えば、長い波長である「赤」の光と、短い波長である「青」の光を「混合」したもの
が目に入ると、赤と青の視細胞が反応し、脳は紫色を感じ取ります。

新たに紫色の波長の光が生じるのではなく、赤と青の2つの波長の光の混合が
紫に見えるという点に注意してください。

つまりまとめると、様々な波長を混合した光が3種類の視細胞にはいり、
その結果である3種類の視細胞の出力の割合が色なのです。

なので、

>茶色である本棚から茶色の波長の電磁波が出ているということでしょうか?

は誤り。

太陽光や、蛍光灯の光は単一の波長の光ではなく、たくさんの波長の光の混合です。
ものに光が反射すると、光の波長により反射率がことなるため、
反射光の光の波長の混合の仕方は元の光とは変わります。

その結果、視細胞の出力の割合が変わり、様々な色に見えるのです。

>色の違いは波長の違いと勉強しましたが

大筋はそうなのですが、色=波長 ではないのです。

人間の目、網膜上には 赤付近の波長に主に反応する視細胞、緑付近の波長に主に反応する視細胞、
青付近の波長に主に反応する視細胞の3種類の視細胞があります。

人間の脳は、この3種類の視細胞の出力の「割合」を見て、色を判断しているのです。

例えば、長い波長である「赤」の光と、短い波長である「青」の光を「混合」したもの
が目に入ると、赤と青の視細胞が反応し、脳は紫色を感じ取ります。

新たに紫色の波長...続きを読む

Q量子力学の理論と実験

量子力学のは理論と実験が、ピタリとあう。

( 以下、間違ってるところ、そんなことないよと
言うところがあったら、ご教授ください。)

それについてわかりやすい
書籍があったら教えてください。

JJサクライを勉強中(まだ上巻途中)なのですが、
たしかに素晴らしい良書だと思うのですが、
ブラケットの雨嵐の理論ばかりで、いまひとつ…

グライナーは例が多く、ゴタゴタ感があってこれもまた。
たしかにわかりやすいのですが?

朝永の量子力学も、いまひとつピンとこない。

サクライをメインに読んでるので、
ブラケットの計算と、ほらピタリと実験値があうみたいな。
そんな書籍です。

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書籍じゃないけど、
http://www.riken.jp/pr/press/2012/20120910/
というのがあった。

Q物理学には、数学の「定義」に相当するものは、ありますか?

「あるルールがあって、その範囲であれば、このようなことが成り立つ。それは半永久的に正しい」
数学は、こんなことをやっていますね。
物理学では、この、あるルール(定義)に相当するものは、あるのでしょうか?
もし、定義に相当するものがない場合は、物理学は特殊な条件では成り立たないことがあるということでしょうか?

Aベストアンサー

力学の話になりますが高校で古典力学を学習する?した?と思います。(E=1/2mv^2)ってやつです。昔はこの式で物体のエネルギーを求めることができるとされていましたが、今ではこの式は光速に近づくにつれ真の値と異なる結果が得られることが知られています。(実際求めようとすると今ではE=mc^2となっています。)しかし相対性理論が言われる以前は古典力学で正しいとされていました。そのため時代が進み研究が進むと今の物理学がすべて実際とは違うということが分かるかもしれません。

Q量子力学 波動関数の実数と複素数

量子力学習いたてのものです
授業のまとめをしていたのですが、教授の作ったテキストに違和感を感じて投稿しました
一次元井戸型ポテンシャル(範囲が0からa)上の電子から時間に依存しないシュレティンガー方程式を導き、そのあとで、電子のド・ブロイ波の振幅に関するボルンの確率論的解釈(波動関数ψ(x)に対し、ψ(x)²dxをx~x+dxに間に電子が観測される確率とする)を導入したのちに、波動関数の定数部分を求めてみよう、という内容でした。
その時に、テキストでは波動関数ψ(x)を
ψ(x)=Asin(2πx/λ) (Aは定数)
とおいて、∫(0→a)ψ(x)²dx=1
よりAを求め、
ψ(x)=√(2/a)・sin(nπx/a)
を得ていました 
しかし、講義では波動関数には複素数が定義されている、というか一般式が
ψ(x)=Acos(2πx/λ)+iB(2πx/λ) (A,Bは実数、i=√(-1))
と教わりました(この部分は板書が汚かったので私が読み間違っている可能性があります)
テキストではなぜか波動関数を勝手に実数に限定しているようです
そのため自分でこの場合も同様にして波動関数を求めてみました
すると
ψ(x)=i√(2/a)・sin(nπx/a)
と虚数単位を付けただけで、あとは同じような関数が得られました

テキストではなぜ実数を考えていたのでしょうか?
そして、この波動関数の複素数、特にこの場合での複素数の意味はあるのでしょうか?
この二つを教えていただきたいです
まだ偏微分を習っていないため、電子を一次元内に存在すると仮定しています
ただ検索しても偏微分の記号や偏微分に関するものがあったり、問題設定が決定的に違い量子力学習いたての私では理解ができないです

もし、
ψ(x)=Acos(2πx/λ)+iB(2πx/λ) (A,Bは実数、i=√(-1))
が間違っているようでしたら訂正もお願いします
本当に習いたてですので、もしかなり高等な理論が展開されるようなら、後々習いますよ、とさえ言っていただければ大丈夫です

量子力学習いたてのものです
授業のまとめをしていたのですが、教授の作ったテキストに違和感を感じて投稿しました
一次元井戸型ポテンシャル(範囲が0からa)上の電子から時間に依存しないシュレティンガー方程式を導き、そのあとで、電子のド・ブロイ波の振幅に関するボルンの確率論的解釈(波動関数ψ(x)に対し、ψ(x)²dxをx~x+dxに間に電子が観測される確率とする)を導入したのちに、波動関数の定数部分を求めてみよう、という内容でした。
その時に、テキストでは波動関数ψ(x)を
ψ(x)=Asin(2πx/λ) (Aは定数)...続きを読む

Aベストアンサー

例えばある棒や矢印の「向き」を表現したいとき、ベクトルを使って表現するのがわかりやすいと思いますが、
ベクトルvの指し示す向きと、正の実数αを用いてαvというベクトルが指し示す向きは同じになりますよね。当然ベクトルの大きさは異なりますが、向きだけを知りたいのであれば大きさの違いがあるかどうかは関係がないわけです。
とは言うものの、何かの向きを求めたいとき、その向きを表すベクトルが複数あるのは不便なことが多いです。(例えばある方程式から向きを求めたい場合、常に解が複数ある(=不定方程式になっている)事を意味します)
そういうことが困るときには、例えば|v|=1のように長さを特定の値に制限することで、向きとベクトルが1対1に対応するようになってくれるのですね。(例えばある計算からv=(3,4)と求まったとしたら、このベクトルの長さで割ったv=(3/5,4/5)を向きを表すベクトルだと思う事にする、という事を言っています)
量子力学の話を念頭に置いた言葉遣いをすると、|v|=1のように長さを制限することを「規格化」と言います。

これと同様な事は量子力学(波動関数)においてもおこります。
波動関数ψが表している状態と、0でない複素数αを用いてαψという波動関数が表している状態は同じものになります。
そうすると、向きとベクトルの話と同様に、必要に応じてαを適切に選ぶことにすれば、ψに関してある条件(規格化条件)を自由に課すことができる事になります。

テキストから引用されている
>ψ(x)=Asin(2πx/λ) (Aは定数)
Aは定数としか言っておらず、実数に限るとは言っていないようですがいかがでしょうか。

>テキストではなぜ実数を考えていたのでしょうか?
お示しのテキストでもそうだと思いますが、多くの場合、|ψ|=1という規格化条件を選びます。
この条件から|A|の値が決まる事になりますがAの位相因子についてはこの条件からは決まりません。
しかし、α倍しても同じ状態を表す事を踏まえると、αの位相を適切に選ぶという事を前提にすれば「Aが正の実数」であるという条件を課すこともできるのですね。

>そして、この波動関数の複素数、特にこの場合での複素数の意味はあるのでしょうか?
>ψ(x)=i√(2/a)・sin(nπx/a)
の事を言っているのであれば、この波動関数に-iをかけてやれば、テキストにある解と一致し、同じ状態を表していることが確認できます。

例えばある棒や矢印の「向き」を表現したいとき、ベクトルを使って表現するのがわかりやすいと思いますが、
ベクトルvの指し示す向きと、正の実数αを用いてαvというベクトルが指し示す向きは同じになりますよね。当然ベクトルの大きさは異なりますが、向きだけを知りたいのであれば大きさの違いがあるかどうかは関係がないわけです。
とは言うものの、何かの向きを求めたいとき、その向きを表すベクトルが複数あるのは不便なことが多いです。(例えばある方程式から向きを求めたい場合、常に解が複数ある(=不定方...続きを読む

Q物理学の学問体系

物理学の一般的なルールについて確認させてください。

新しい理論を作るときは既存の物理法則に反してはならない。
実験は再現できなければならない。
厳格な実験以外何一つ根拠としてはならない。

上記で正しいでしょうか?

Aベストアンサー

「物理学の一般的なルール」というものが何なのか分かりませんが、

*論文を発表できる基準としては*

>新しい理論を作るときは既存の物理法則に反してはならない。
これは無いです。知られている実験/観測結果と矛盾しないことが条件ですね。
既存の物理法則がより高度な理論の近似であることがあるからです。

>実験は再現できなければならない。
発表時点で再現までは無理なことが多いでしょう。
再現というのは別のグループが別の装置などを使って
追試してみるということなので、一グループでは不可能です。
多くの追試が積み重ねられて行って、
やがて信頼が得られ、定説になってゆくという緩やかな過程を
踏むのが普通です。

>厳格な実験以外何一つ根拠としてはならない。

抽象的ですね(^^; 厳格かどうかは容易にはわかりません。
そのために追試が行われるわけです。

というわけで
>実験は再現できなければならない。
>厳格な実験以外何一つ根拠としてはならない。
は目標というか、守るべき規律としては合ってます。


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