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しかし、反重力はおいといて、電気の力を使って 実効質量を増すってことはできてるのかね？
そんなトンデモなこと真面目に書かないでください。
M = M0 / sqrt(1 + v^2/c^2)
f(v) = 1 / sqrt(1 + v^2/c^2)
f(v) = f(0) + v * f'(0) + (1/2) * v^2 * f''(0) = 1 + (1/2) v^2/c^2
M0 * (f(v) - 1) = (1/2) * M0 * v^2 / c^2
電気エネルギー、化学エネルギー、位置エネルギーの場合も基本は同じで、 たとえ素粒子の数が同じでも、エネルギーがある限り、そのエネルギーは 質量としても現われます。
なので、充電池にどのような形であれエネルギーが蓄えられれば、 その分質量が増えます。 「計測できない」と書いたのは、充電池で用いられる化学エネルギーの場合、 電池の質量自身が質量の増加分より遥かに重いために、現状の技術では測定誤差 より小さくなってしまうためで、 運動エネルギーの場合、素粒子実験などで質量が増加することは 確認されています。
ただ、明確な根拠を示さずに速度と重力加速度、化学的ポテンシャルと 電気的ポテンシャルを一緒くたに扱うのは、やめておいた方が いいかと愚考します。
化学ではまだ実証されてないので、推測(・・・だろうと考える)、 としておいていいですか？
なので、素粒子とも比較できないほど小さな質量変化は出ている かもしれませんが、(プローブを使った間接的なものですら) 実測は難しいと思います。
各々の物（ボール、発電器、水）の静止質量＋運動エネルギー分の質量
各々の物（ボール、発電器、水素、酸素）の静止質量
運動エネルギー分の質量 ＝ （水素＋酸素─水）の質量
核融合、核分裂は質量がエネルギーとして解放されるのではなく、物質を形作るエネルギーと言うものが存在してそれが解放されるのです。
(間違ってたらごめんなさい)
わかりやすく言うと、E=MC^2より、その物質の持つエネルギーの総和は重力として観測\\ できると言うことです(よね?)。
ほんとうは、このような質量とエネルギーの変換は、通常の化学反応でも 起こっているはずですが、あまりにもわずかなため、 たぶん誰も測定した人はいないと思います。 つまり、このような質量とエネルギーの変換は、 核エネルギーだけの専売特許ではない、ということです。
もと記事は、そのことが電気エネルギーにも言える、 と主張したかったのだと思いますが、それって正しいのでしょうか? きっと、コンデンサーじゃなくて蓄電池 (化学エネルギーとして 電気を蓄える) なら、質量変化はあるはずだと思うのですが。 (もしかして、コンデンサーでも質量変化があるはずなんでしょうか?)
もちろん、充電過程においては、片方の電線から出て行った電子の数と、 もう片方の電線から入った電子の数は一致している、という ことが議論 (思考実験) の大前提となります。 ただし、系の外からの正味のエネルギーの流入がありますが (そのエネルギーが系の質量を増加させる原因となっている [かもしれない])。
(もしかして、コンデンサーでも質量変化があるはずなんでしょうか?)
また電子が遠心力と電荷による力で釣り合っていると言うのもおかしいです。それじゃ量子力学ではなく古典力学です。
>量子論的には存在確率で表される電子雲として というより、そうとしか量子力学では表現できない(運動量と位置は同時に観測できないため)から、そう表現されているだけで、電子が雲状に分布して存在しているわけではありません。存在する確率が広く分布してしか決定できないだけのこと。
というより、そうとしか量子力学では表現できない(運動量と位置は同時に観測できないため)から、そう表現されているだけで、電子が雲状に分布して存在しているわけではありません。存在する確率が広く分布してしか決定できないだけのこと。
それだと、電子線の干渉が説明できません。
「雲」というよりは、軌道長が波長の整数倍になっているために定在波となっている物質波、というイメージかな。(この表現だと、「軌道ってなに?」というつっこみが可能ですが)
でも一方で粒子としての性質もきちんと持っている。ふしぎですね。
>電子はいわば原子核の周りを運動しているわけであり、 >USHさんの運動エネルギーの式をもし適用できるのならば、 適用できる根拠はとりあえず思い当たりません。 なにせ、素粒子である電子の質量はない、と考えることになっている、はずなので。
＃あと、実験事実がない思考実験は方向性の決定には使えるとは思うのですが、 ＃それがすなわち実証となるとは、わたしにはピンと来ないんですよねぇ(汗)。 ＃物理がピンと来ないのはこのせいなのかしらん(汗)。
それは概念を証明する思考実験だからです。 証明するものが概念に基づいたもので、自然界に実在するもの (化学でいえば原子、分子など)ではないですよね？
お聞きしたいのですが、「実在」することの確認について、どのようにお考え でしょうか? 最近ではいろんな方法で原子や分子を直接「見る」ことはでき ますが、それまでは「物質を構成する最小単位の粒子や固まり」という概念に 過ぎません。ただ、その概念を使うと、非常に多くの現象が簡潔に説明できる ため、科学的に実在するものとして扱われてきました。また、電子はまだおそ らく「見た」人はいないと思いますが、その存在を疑う人はいません。 また、「見る」ということも単純ではありません。人間の感覚器官で直接認識 できる現象というのは非常に限られたものですから、さまざまな科学的仕掛け を用いて「測定」というものを行います。（そもそも感覚器官そのものが科学 的仕掛けの組合わせですが）ですが、その「測定」を裏づけているものは理論 的概念の組合わせです。そして、個々の理論的概念は別の「測定」や理論的概 念の論理的組み合わせによって検証される、という無限の検証が行われている わけです。で、理論的概念と測定の再帰構造は終わることはありません。
実験科学による、実証の裏付け(出来れば万人に広く知らしめられるような証拠)が なければ、単なる空論と呼ばれても反論できるでしょうか？ わたしは出来ないと思います。だから実証を重要視しているのです。
なので、redbrick さんのように「物理実験で確認されないものは実証されな い」という立場をとると、なにも実証されなくなります。たとえば、りんごが 落ちるのは確認できても、月が落ちるのは、誰も確認できていません。理論で は、重力と遠心力が釣り合うので落ちない、としているのですが、誰も、月に 対する重力とりんごに対する重力が同じであることを実験で確認した人はいな いでしょう。「月は実際浮いているじゃないか」という反論があるかもしれま せんが、ではラグランジェポイント（地球と月の重力と遠心力がバランスする 点。ガンダムのコロニーが浮いているところ）にはものを浮かべることができ る、というのは、証明されていない単なる雲の上の仮説なんでしょうか？ ＃まあ、実際、雲の上だが 実際の科学研究の現場ではそれでは困るので、
という立場ですすんでいるはずです。 ではなぜ物理実験が必要かというと、多くの理論は前提を仮説に頼っていたり するので、確認が必要だということです。たとえば素粒子の標準模型などでは、 いろんなことを美しくは説明してくれるのですが、無駄（＝まだ確認されてい ない素粒子）があるので、それをみんなが必死で探しているわけです。超ひも 理論にいたっては七次元も無駄があり、またいろんな仮説の上で構築している ので、実験しがいがあるでしょう。ですが、すでに正しいとされていることを 組み合わせて導いた結論をわざわざ実験で確認することは、他の目的（学生実 験などの教育目的や、あたらしい技術や実験手法を開発するという目的）がな ければ、誰もやらないでしょう。たとえば、原子を見る実験は、原子を確認す ることよりも、それくらい精密な測定ができる（＝新しい技術や応用）ことに 意義があるから、苦労して実験しているわけです。まあ、マスコミ的には「原 子を見ることに成功」とだけ書いてしまうかもしれませんが。
エネルギー保存則はエネルギー間の形態(力→熱など)の変化の間でその総量が 理想的な状態では保存される(理由なく消えていくエネルギーはない)という法則ですよね？ だとすると、質量→エネルギー変換の考慮はエネルギー保存則を破綻させませんか？
質量・エネルギーは、変換されるのではなく、等価ということです。つまり、 質量が検出されればそれはエネルギーであり、エネルギーが検出されればそれ は質量である、ということです。なので、質量として検出されてもエネルギー 保存則は成り立ちます。
化学反応時のエネルギーの授受の際に、エネルギーから質量への変換が起こっているかどうか、 一体どういう
質量うんぬんという話になっていますけど、計測できないものを問題にするの は馬鹿馬鹿しいのではないでしょうか。はっきりいってしまえば、現代物理学 は古典物理学の式を引き継いだがために、古典物理学から見ると質量が増えた り減ったりしているように見えるような式で表されるだけなのではありません か。
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一つのことを行い、またそれをうまくやるプログラムを書け -- Malcolm Douglas McIlroy
どのみち (スコア:1)
タームが飛び交ってるからどのみち反重力では無い気がする。
＃てゆーか、単に電磁気力？
しかし、反重力はおいといて、電気の力を使って
実効質量を
Kiyotan
Re:どのみち (スコア:2, おもしろおかしい)
これは簡単ですよ。
まず何でもいいので充電池を用意して、それを完全に放電して質量を計ってください。次に、それを充電して質量を計ってください。計り方が十分精密であれば、質量が増えていることが分かるでしょう。(エネルギー・質量等価の法則により、充電によって蓄えられたエネルギーは質量となって表れるので。)
ただ残念ながら、現在の技術では電池の質量の増加を検出できる程精密な測定法はないと思いますが。
Re:どのみち (スコア:2, 参考になる)
>質量が増えていることが分かるでしょう。
>(エネルギー・質量等価の法則により、充電によって蓄えられたエネルギーは
>質量となって表れるので。)
そんなトンデモなこと真面目に書かないでください。
系外との物質種のやり取りがない状態では、質量変化なんてありえませんし、
充電によって電子が充電池に貯まるわけでもありません。
貯まるのは各分子の化学反応の際のポテンシャルであって、充電池内の電子の総数は
基本的に変わりません。
＃だって、物質種の総数が変わらないんだもの。
＃素粒子の一つである電子の数が変わるなんて、ありえないでしょ？
＃で、素粒子の数が変わらないなら、質量変化なんてありえないでしょ？
・・・と、考えたのですが、素粒子物理学なんかの最近の話題にはついていってないので、
間違っていたら、どうかわかりやすくかみ砕いて説明して欲しいです(汗)＞有識者の方々
ちなみに、「測れないレベルでの質量変化がある」と主張されたいのなら、「検証できない」
という意味で、正しいかどうかも(現段階では)判定できないのですが、それは認識されてます？
それに、測れないレベル、というのは「実効質量」ではありえませんよね。
>残念ながら、現在の技術では電池の質量の増加を検出できる程
>精密な測定法はないと思いますが。
ここ、よくわからないんですが、一体なにを測る事にしたいのかな？
＃素粒子？量子？ それとももっと別の何か？
後、
>まず何でもいいので充電池を用意して、
というのは実験の趣旨と矛盾するので片手落ちでは？
＃充電池を完全閉鎖系にしなけりゃ実験の意味ないでしょ？
＃それとも、記述では触れてないけど、ご自分の中では前提として
＃考えているのかな？
＃・・・・ちなみに、電子だの素粒子だの、という部分まで着目する場合の完全閉鎖系だと
＃電極の接続部分でのEM的な物質移動すら考えられるので、配線の接続すら
＃出来ないかもしれませんが(苦笑)。
---- redbrick
Re:どのみち (スコア:2, 参考になる)
電気エネルギー、化学エネルギー、位置エネルギーの場合も基本は同じで、 たとえ素粒子の数が同じでも、エネルギーがある限り、そのエネルギーは 質量としても現われます。
なので、充電池にどのような形であれエネルギーが蓄えられれば、 その分質量が増えます。 「計測できない」と書いたのは、充電池で用いられる化学エネルギーの場合、 電池の質量自身が質量の増加分より遥かに重いために、現状の技術では測定誤差 より小さくなってしまうためで、 運動エネルギーの場合、素粒子実験などで質量が増加することは 確認されています。
Re:どのみち (スコア:1)
>分かりにくいので、 良く知られている運動エネルギーで
>解説します。
運動力学はかじってもいない状態なので、即座には理解できません(汗)。
＃物理の参考書読み直すところから始めなきゃ(汗)。
ただ、明確な根拠を示さずに速度と重力加速度、化学的ポテンシャルと
電気的ポテンシャルを一緒くたに扱うのは、やめておいた方が
いいかと愚考します。
＃どういう根拠で、基本が同じ、というのか、説明がないと、
＃論理が飛躍しちゃって、全然わからないんですが・・・(汗)。
＃それとも、なにか基本的な根拠(理論)ってありましたっけ(汗)？
>電気エネルギー、化学エネルギー、位置エネルギーの場合も
>基本は同じで、 たとえ素粒子の数が同じでも、エネルギーが
>ある限り、そのエネルギーは 質量としても現われます。
化学ではまだ実証されてないので、推測(・・・だろうと考える)、
としておいていいですか？
＃正しいのかすら確認できないので。
つーか、そのアプローチは化学では難しいように思います。
化学の場合、相手が小さい単位になるほど、それに近いプローブ、
分子、原子や電子、陽子、光、電磁波などを使います。
その単位よりあまりに小さいものは測れないわけです。
なので、素粒子とも比較できないほど小さな質量変化は出ている
かもしれませんが、(プローブを使った間接的なものですら)
実測は難しいと思います。
＃おまけに、運動エネルギーの見かけの質量変化ですら、室温の世界じゃ
＃誤差としても見られない小ささのような気が(汗)。
＃・・・光速の二乗 分の １ではねぇ・・・。
＃なので、近似して「差はない」と考えてしまうと思います。
＃室温での化学では、原子から電子が抜けたイオンですら、原子と質量は同じ、
＃と近似するのですよ？ それよりもさらに小さいと思われるものを
＃調べたり、考慮に入れるのは困難だと思います。
あと、熱エネルギーも同じと考えていいんですかね？
＃熱は他の分野ではエントロピーとして扱ってしまうかもしれませんが、
＃反応化学ではきわめて重要なファクターです。
＃これが入らないってのはちょっと違和感がありまして・・・。
---- redbrick
Re:どのみち (スコア:1)
物理的に定義されたエネルギーという側面では全て同じであると、少なくとも
現在の物理学では見なされています。もちろん、熱エネルギーも同じです。ま
たそうでないと、エネルギー保存則という物理学の根本原理が崩れさってしま
います。
エネルギー保存則が正しいなら、推定ではなく論理的に証明されていることに
なります。
ですから、最初の例であげた充電池の例では、増加分の質量の測定は現状の技
術でほぼ不可能と書いたわけです。ですが、運動エネルギーに関しては、加速
器の中で光速近くまで加速した素粒子の質量を計測すると、誤差ではなくちゃ
んと増加していることが確認されています。
運動エネルギーで質量が増加するなら、化学エネルギーでも増加することは、
以下の思考実験で簡単に証明できます。
まず運動エネルギーを化学エネルギーに変換する仕組みを考えます。たとえば
運動エネルギーで発電器を回し、その電気で電気分解して水を水素と酸素に分
ける、としましょう。簡単のために、変換効率は100％とします。
次に、運動エネルギーを持ったボールと、発電器と水、という閉じた系を考え
ます。この系の総質量は、
になります。
ここで、この閉じた系の中で発電器と電気分解を使ってボールの運動エネルギー
を全て化学エネルギーにしたとします。この時の系の質量は、
になっています。閉じた系になっていますから、この系に対してエネルギーや
質量の出入りは全くありません。ですから、質量保存則が成立しているはずで
す。なので、変換前と変換後の質量を引き算すれば、
となります。つまり、水を酸素と水素に分解する際に使われたエネルギーは、
水素と酸素の質量の増加分として化学エネルギーに変換されることになります。
もちろん、エネルギー保存則、質量保存則を疑うという立場なら、上の議論は
成立しませんが、現在のところこれらの保存則は検証されこそすれ、反証はあ
がっておらず、物理学の中でも最も確らしい法則となっています。
＃量子力学では、非常に短時間の間、何もない空間に粒子が対生成したり
＃するそうなので、そういう意味では保存則が破れていることに成るんでしょうか?
Re:どのみち (スコア:0)
エネルギー=重力 (スコア:1)
核融合、核分裂は質量がエネルギーとして解放されるのではなく、物質を形作るエネルギーと言うものが存在してそれが解放されるのです。
(間違ってたらごめんなさい)
Re:エネルギー=重力 (スコア:1)
核エネルギーの場合 (スコア:2, 参考になる)
ほんとうは、このような質量とエネルギーの変換は、通常の化学反応でも 起こっているはずですが、あまりにもわずかなため、 たぶん誰も測定した人はいないと思います。 つまり、このような質量とエネルギーの変換は、 核エネルギーだけの専売特許ではない、ということです。
もと記事は、そのことが電気エネルギーにも言える、 と主張したかったのだと思いますが、それって正しいのでしょうか? きっと、コンデンサーじゃなくて蓄電池 (化学エネルギーとして 電気を蓄える) なら、質量変化はあるはずだと思うのですが。 (もしかして、コンデンサーでも質量変化があるはずなんでしょうか?)
もちろん、充電過程においては、片方の電線から出て行った電子の数と、 もう片方の電線から入った電子の数は一致している、という ことが議論 (思考実験) の大前提となります。 ただし、系の外からの正味のエネルギーの流入がありますが (そのエネルギーが系の質量を増加させる原因となっている [かもしれない])。
Re:核エネルギーの場合 (スコア:1)
そのはずです。これは、充電地をブラックボックスとして考える思考実験をすれば分かります。その中でどのような形で充電されていても、外部からみた変化は同じでなければなりません。つまり、コンデンサーに電気エネルギーとして蓄えられようが、蓄電地に化学的ポテンシャルとして蓄えられようが、外から計った質量変化は同じになるはずです。でないと、相対論的質量保存の法則(＝エネルギー保存の法則)は成り立たなくなります。
(量子力学的にはよく分かりません。きっと確率的に保存されるとかいう表現になるんでしょうか？＞有識者の方)
相対論と量子力学 (スコア:1)
Re:核エネルギーの場合 (スコア:1)
>起こっているはずですが、あまりにもわずかなため、 たぶん
>誰も測定した人はいないと思います。
測れないと思います。
不安定な反応活性化学種の一分子を取り出して外乱を遮断し、
きわめて小さな質量変化を測定する？
・・・それこそ、魔法でもないと・・(汗)。
＃小さな分子一つを観測する手法すらまだないのに・・・。
>つまり、このような質量とエネルギーの変換は、 核エネルギー
>だけの専売特許ではない、ということです。
とも考えられる、ということですよね？
＃実証されてないので、本当に質量とエネルギーの変換が起きているか
＃わからない、ってのがほんとのところでは？
＃・・・確かにそんな観点で反応化学種の性質を調べることは
＃考えたこともなかったし、周囲で聞いたこともなかったしなぁ(汗)。
いろいろ記憶をほじくり出したりしているうちに、
ちょっとした仮説、ともいえないでたらめな説明を思いつきました。
＃明らかに知識の抜けている部分があるので、おそらく間違っています。
＃エセ科学的な概念としてのみ、お楽しみください(汗)。
量子化学で用いられる電子軌道とエネルギー準位、という概念があります。
簡単化のため水素原子をモデルとすると、電子と原子核(水素なら陽子)は、
地球と月のような位置関係にある、と模式化されます。
この時、原子自体のもつエネルギーは、原子核から離れた電子が、
原子核に引きつけられないよう回転する遠心力によって表されます。
＃電子と陽子はお互いに正反対の等電荷を持つので、電気的引力で
＃引きつけ合うが、それに対抗するのが電子の回転による遠心力、と
＃模式化されます。
この時の電子の軌跡が電子軌道、そしてその軌道は間欠的に釣り合う
位置があるために、連続的に無限遠まで広がるのではなく、一定の間隔で
並んでいます。この間隔はだいたい原子が吸収できる波長の光の
光子一個を単位とした整数値のエネルギーを周回運動をする電子が
持っている時の軌道で、これがエネルギー準位となります。
＃水素陽イオンというのは電子が無限遠まではじき飛ばされるほどエネルギーを
＃与えた状態のこと。
＃また、エネルギー準位は化学反応に関わるエネルギーでもあります。
この時、電子はいわば原子核の周りを運動しているわけであり、
USHさんの運動エネルギーの式をもし適用できるのならば、
エネルギー準位の変化による軌道間の電子の移動に従って、電気的引力も
それと釣り合うエネルギーも変化し、回転の速度が変わるはずで、
原子核の周囲の電子の周回速度が変われば、
(回転運動時のエネルギーを質量に換算する式はあるのかどうかわかりませんが)
運動エネルギーによる見かけの質量は変わる可能性はある、とは
考えられないかな？ とふと思いつきました。
＃もちろん、電子の質量は微小で、回転速度がいかに速くても
＃速度の二乗を光速の二乗分で割った値を質量にかけるので、
＃変化量はきわめて微小と予測できます。
＃あと、原子核、電子自体のスピン運動も考慮に入れなきゃならないのでは
＃ないかなぁ、と思いますが、値の桁も全く考慮してないので、
＃でたらめとしか言い様がないエセ概念でしかないですけどね。
---- redbrick
Re:核エネルギーの場合 (スコア:0)
Re:核エネルギーの場合 (スコア:0)
また電子が遠心力と電荷による力で釣り合っていると言うのもおかしいです。それじゃ量子力学ではなく古典力学です。
Re:核エネルギーの場合 (スコア:1)
>量子論的には存在確率で表される電子雲としてモデル化されています。
だから、エセ概念だっていってるじゃないですかぁ(汗)。
"でたらめ"だとも。
ここ [c-park.com]にある
量子力学の解説文を見ると、わたしが述べた考えがいかに色々な問題を無視して考えて
いる、乱暴で正しくない考え方か、よくわかりますよ(汗)。
＃だから、でたらめだってば(汗)。
ちなみに、
>量子論的には存在確率で表される電子雲として
というより、そうとしか量子力学では表現できない(運動量と位置は同時に観測できないため)
から、そう表現されているだけで、電子が雲状に分布して存在しているわけではありません。
存在する確率が広く分布してしか決定できないだけのこと。
---- redbrick
Re:核エネルギーの場合 (スコア:1)
>それじゃ量子力学ではなく古典力学です。
誤解のないように、念の為補足します。
エネルギー準位と電子軌道の概念は、原子の励起状態やイオン化などの説明の為に、
非常に粗く近似された説明モデルで、わたしの云う「でたらめ」じゃありません(汗)。
エネルギー準位を説明するために、よく使われる概念です。
＃わたしがいっているのは、「電子の質量を考えて、電子の運動エネルギーから質量変化がみえるかも」という
＃考えに至る道筋が、かなり粗すぎる近似や相似概念から他の分野の理論の無根拠な引用、
＃論理の飛躍があって正しいか判別できない(正しくない可能性が非常に高い)、って事です。
---- redbrick
Re:核エネルギーの場合 (スコア:0)
http://www.ipc.shizuoka.ac.jp/~scrseki/bukaid/tanukikikaku.htm
これは重原子になると核の電荷が大きくなり、電子が核との間の引力に 釣り合うために、速度が上がると「古典
Re:核エネルギーの場合 (スコア:0)
もっとおちついて読んでから投稿しましょうよ。引用した文は”モデル化”されているとなっているじゃないですか、（しかも２か所で異なって引用してるし）
>電子が雲状に分布して存在しているわけではありません。
Re:核エネルギーの場合 (スコア:0)
具体的に指摘していただけますか。
私が思うには、分野云々より基礎的な知識が不足しているだけのような気もするけど。
ちなみに手元の量
Re:核エネルギーの場合 (スコア:1)
[他の分野の理論の無根拠な引用]
>電子はいわば原子核の周りを運動しているわけであり、
>USHさんの運動エネルギーの式をもし適用できるのならば、
適用できる根拠はとりあえず思い当たりません。
なにせ、素粒子である電子の質量はない、と考えることになっている、はずなので。
[論理の飛躍]
>原子核の周囲の電子の周回速度が変われば、
> (回転運動時のエネルギーを質量に換算する式はあるのかどうかわかりませんが)
>運動エネルギーによる見かけの質量は変わる可能性はある、
電子の周回速度については、はっきりと思い出せていませんが、ここでは
電子の軌道が惑星に対する衛星の軌道のようになっている、と考えています。
ココが論理の飛躍。
電子の軌道がどうなっているか、それこそ量子論でいうように存在確率の分布でしか
わからないものを円運動(軌道運動)のように決めつけて考えているのがおかしいとは思いませんか？
＃・・・と、わたしは思うのですが。
＃あと、実験事実がない思考実験は方向性の決定には使えるとは思うのですが、
＃それがすなわち実証となるとは、わたしにはピンと来ないんですよねぇ(汗)。
＃物理がピンと来ないのはこのせいなのかしらん(汗)。
一応、わたしも化学科卒なんですけどねぇ・・・１０年近いブランクと手元に資料がないと
どうにもこうにも(汗)。
>物理を苦手にする人が多いのは事実。
あ、わたしゃもろにそのクチです(汗)。
---- redbrick
Re:核エネルギーの場合 (スコア:1)
>でたらめならばチョコッと芸が欲しいところ。
・・・すみません、わたしゃ芸なしでして。
---- redbrick
Re:核エネルギーの場合 (スコア:1)
それだと、電子線の干渉が説明できません。
「雲」というよりは、軌道長が波長の整数倍になっているために定在波となっている物質波、というイメージかな。(この表現だと、「軌道ってなに?」というつっこみが可能ですが)
でも一方で粒子としての性質もきちんと持っている。ふしぎですね。
Re:核エネルギーの場合 (スコア:1)
あのぉ、電子にはちゃんと質量(9.1210e-28 g)はあるんですが。もちろん原子
に比べれば十分小さい値なので、化学の計算などでその値を無視することはあ
りますが、それはあくまで無視しでも計算上問題のないものを扱っている場合
に許されることです。電子の軌道を計算するとか考える場合は、当然この値が
問題になります。たとえばブラウン管などでは飛んでいる電子を磁界や電界で
曲げてスクリーンの任意の位置に当て、画面を光らせてますが、その際にはに
は電子の質量と電荷をちゃんと計算にいれないと軌道計算できません。そして、
この電子のスピードをあげると、先に出したように電子の質量が運動エネルギー
で変化するので、軌道計算を修正する必要が出てきます。普通のブラウン管で
はそこまで電子の速度は上がってないでしょうが、これくらいの実験（軌道計
算で無視できないくらい質量増加する程度まで電子を加速する）なら、大規模
な加速器を使わなくても、そこそこの実験設備があれば確認できるんではない
でしょうか?
では、実験では確認できない数学の定理はどのように考えられているんでしょ
うか? たとえば無限の概念を含むものは物理的な実験は不可能ですが、証明
という思考実験で「正しい」「真である」と示されています。物理の思考実験
も同じで、正しい前提と正しい論理展開がなされれば、その結果は物理的な実
験事実と同じく確な結果である、というのが科学の考え方です。
＃ここでしつこく反論している理由は、「トンデモ」とそうでないちゃんとした
＃科学の区別がうやむやになったまま終わるのが怖いからです。
＃「直感的に理解できない」＝「トンデモ」と勘違いするのは、
＃「トンデモ」を信じているのと同じくらい「トンデモ」なので。
Re:核エネルギーの場合 (スコア:1)
>>なにせ、素粒子である電子の質量はない、と考えることになっている、はずなので。
>
>あのぉ、電子にはちゃんと質量(9.1210e-28 g)はあるんですが。もちろん原子
>に比べれば十分小さい値なので、化学の計算などでその値を無視することはあ
>りますが、それはあくまで無視しでも計算上問題のないものを扱っている場合
>に許されることです。電子の軌道を計算するとか考える場合は、当然この値が
>問題になります。
はい、それは知っています。
＃なので、「考えることになっているはず」、と書きました。
わたしが気にしていたのは、この場合、電子の質量を有効と考えていいか、
の根拠でしたが・・・軌道運動まで前提に入れていれば、質量も入れた仮定にしないと
まずいですね(汗)。
どうも、考えすぎで混乱を招いてしまってすみませんでした。
>>＃あと、実験事実がない思考実験は方向性の決定には使えるとは思うのですが、
>>＃それがすなわち実証となるとは、わたしにはピンと来ないんですよねぇ(汗)。
>>＃物理がピンと来ないのはこのせいなのかしらん(汗)。
>
>では、実験では確認できない数学の定理はどのように考えられているんでしょ うか?
数学は数値、及び数式を使った証明がすなわち実験であり実証だと思っています。
＃そこには曖昧さがなく、厳密な表現での結果、結論があるため。
＃まぁ、わたしには数学的知識背景がそんなにあるわけでないので、それが即理解できるとは
＃限りませんが・・・。
>たとえば無限の概念を含むものは物理的な実験は不可能ですが、証明という
>思考実験で「正しい」「真である」と示されています。
それは概念を証明する思考実験だからです。
証明するものが概念に基づいたもので、自然界に実在するもの
(化学でいえば原子、分子など)ではないですよね？
物理的存在として実在し、その実体や性質を全て把握出来ていないものについて、
概念だけで証明することはできない、とわたしは考えています。
＃人間が原子や分子の全てを理解してる、なんてのは幻想です。
＃まだまだ知らなければならない事は多く存在します。
＃そのために発達したのが理論と実験に基づいた科学なのですし。
また、ある種の証明を理解しようとするには、証明をした者と同じだけの
根拠となる理論の理解や知識的背景を必要とする場合があります。
残念ながら、わたしにはその理解や背景が足りてないので、
「即座には理解できない」といいましたし、よりわたしにもわかりやすいように
「実証(実験結果)か根拠はありますか？」と尋ねたのです。
そのあたりを考慮してもらえないと、USHさんの見事な証明でも、雲の上の話として
聞くしかなく、理解できずに終わってしまいます。
で、わたしに理解できないのが次の数点なのですが、こちらについて実証と根拠は
どこで参照できるでしょうか？
>電気エネルギーや化学エネルギーも、根本的には同じように質量の変化となって表れます。
化学反応時のエネルギーの授受の際に、エネルギーから質量への変換が起こっているかどうか、
一体どういう機構で変換されるのか、未だ実際に確認されていないと思うのですが、
それを実証無しで「正しいこと」として扱うのは不合理に思うのです。
＃せめて正しいと理論的に予測される、という表現ならわたしは何も云わなかったのですが。
>物理的に定義されたエネルギーという側面では全て同じであると、少なくとも
>現在の物理学では見なされています。もちろん、熱エネルギーも同じです。
>またそうでないと、エネルギー保存則という物理学の根本原理が崩れさってしまいます。
エネルギー保存則はエネルギー間の形態(力→熱など)の変化の間でその総量が
理想的な状態では保存される(理由なく消えていくエネルギーはない)という法則ですよね？
だとすると、質量→エネルギー変換の考慮はエネルギー保存則を破綻させませんか？
＃古典力学では、質量のエネルギーへの変換は考慮されていないから。
それとも質量→エネルギー変換の法則で拡張されたエネルギー、質量の総量保存則
なのでしょうか？
それなら理解できるんですが、ただ、それでも化学反応時や電子反応時の
エネルギー→質量変換の根拠とは無関係だと思います。
＃どちらかといえばそれから導かれる結論のような気が。
＃それに、この命題は必要充分な命題(結果が真なら条件が真)でもないと思いま
---- redbrick
Re:核エネルギーの場合 (スコア:0)
それと、日本語が変なのはしかたないとしても、もう少し落ち着いて
ひと呼吸おいてから投稿した方が良いと思う。
（入院中で暇なものだからredbrick氏の過去投稿全部読んじゃったよ。時には"教えてやる君"またある時は"教えて君"）
疑問を呈するのはよいが、
Re:核エネルギーの場合 (スコア:1)
> ＃どちらかといえばそれから導かれる結論のような気が。
> ＃それに、この命題は必要充分な命題(結果が真なら条件が真)でもないと思いますし。
直接的な証拠にはなりませんが、現在の理論ではエネルギーの形態によって
質量に影響したりしなかったりすることの方が不自然だということです。
仮に化学反応によるエネルギーの変動は質量を変化させないということになると、
現時点で正しいと考えられている理論の多くが破綻してしまうでしょう。
実際に観測されていない以上、redbrickさんの考えが正しい可能性もあるわけですが、
「電子に対しては相対論が正しいと観測されたけど、
リンゴについては誰も確かめていないじゃないか」
と主張しているようなもので、反証が示されない限りは
「化学反応でも質量は変化する」という考え方が一般的でしょうね。
逆にredbrickさんが納得できる証拠を見つけてくることができれば、
確かめもしないで中途半端な知識をひけらかしていた人たちをやりこめる
ことができますよ。(^^)
> ＃ちなみに、わたしは短絡的にトンデモとは考えていませんし、理解したいために
> ＃色々お聞きしていると思いますが、わたしの態度は「トンデモ」でしょうか(汗)？
撤回すると表明したのに指摘するのは気が引けますが、
redbrickさんの元のコメントには
> そんなトンデモなこと真面目に書かないでください。
> 系外との物質種のやり取りがない状態では、質量変化なんてありえませんし、
と断定的に書いている以上、短絡的にトンデモと考えていると受け取られても
しかたがないのでは？
うじゃうじゃ
Re:核エネルギーの場合 (スコア:1)
お聞きしたいのですが、「実在」することの確認について、どのようにお考え
でしょうか? 最近ではいろんな方法で原子や分子を直接「見る」ことはでき
ますが、それまでは「物質を構成する最小単位の粒子や固まり」という概念に
過ぎません。ただ、その概念を使うと、非常に多くの現象が簡潔に説明できる
ため、科学的に実在するものとして扱われてきました。また、電子はまだおそ
らく「見た」人はいないと思いますが、その存在を疑う人はいません。
また、「見る」ということも単純ではありません。人間の感覚器官で直接認識
できる現象というのは非常に限られたものですから、さまざまな科学的仕掛け
を用いて「測定」というものを行います。（そもそも感覚器官そのものが科学
的仕掛けの組合わせですが）ですが、その「測定」を裏づけているものは理論
的概念の組合わせです。そして、個々の理論的概念は別の「測定」や理論的概
念の論理的組み合わせによって検証される、という無限の検証が行われている
わけです。で、理論的概念と測定の再帰構造は終わることはありません。
なので、redbrick さんのように「物理実験で確認されないものは実証されな
い」という立場をとると、なにも実証されなくなります。たとえば、りんごが
落ちるのは確認できても、月が落ちるのは、誰も確認できていません。理論で
は、重力と遠心力が釣り合うので落ちない、としているのですが、誰も、月に
対する重力とりんごに対する重力が同じであることを実験で確認した人はいな
いでしょう。「月は実際浮いているじゃないか」という反論があるかもしれま
せんが、ではラグランジェポイント（地球と月の重力と遠心力がバランスする
点。ガンダムのコロニーが浮いているところ）にはものを浮かべることができ
る、というのは、証明されていない単なる雲の上の仮説なんでしょうか？
＃まあ、実際、雲の上だが
実際の科学研究の現場ではそれでは困るので、
正しく実在するものとする。
とする。
という立場ですすんでいるはずです。
ではなぜ物理実験が必要かというと、多くの理論は前提を仮説に頼っていたり
するので、確認が必要だということです。たとえば素粒子の標準模型などでは、
いろんなことを美しくは説明してくれるのですが、無駄（＝まだ確認されてい
ない素粒子）があるので、それをみんなが必死で探しているわけです。超ひも
理論にいたっては七次元も無駄があり、またいろんな仮説の上で構築している
ので、実験しがいがあるでしょう。ですが、すでに正しいとされていることを
組み合わせて導いた結論をわざわざ実験で確認することは、他の目的（学生実
験などの教育目的や、あたらしい技術や実験手法を開発するという目的）がな
ければ、誰もやらないでしょう。たとえば、原子を見る実験は、原子を確認す
ることよりも、それくらい精密な測定ができる（＝新しい技術や応用）ことに
意義があるから、苦労して実験しているわけです。まあ、マスコミ的には「原
子を見ることに成功」とだけ書いてしまうかもしれませんが。
質量・エネルギーは、変換されるのではなく、等価ということです。つまり、
質量が検出されればそれはエネルギーであり、エネルギーが検出されればそれ
は質量である、ということです。なので、質量として検出されてもエネルギー
保存則は成り立ちます。
知らなかったのなら、 (スコア:0)
Re:知らなかったのなら、 (スコア:0)
# 俺も気をつけるようにしよう
Re:知らなかったのなら、 (スコア:0)
Re:どのみち (スコア:1)
・乾電池を買ってきて質量を測る
・モーターをつなげて仕事をさせる
・乾電池が力尽きたら、再度質量を測る
としたら、仕事した分だけ質量が(もちろん極々わずかでしょうけど)減ってると今まで信じていたんですが、
もしかして大勘違いですか?
Re:どのみち (スコア:1)
勘ちがいでもあり、勘ちがいでもなし、というところでしょうか。
たとえば、乾電池が140gくらいで、10Ωの負荷で123時間 [panasonic.co.jp]とかなってるから、とりだせるエネルギーは、だいたい、
1.5V ^2 / 10Ω * (123H * 60 * 60) ～ 100kJ
これがどれだけの質量かというと
100kJ / (3e8 m/s)^2 ～ 1e-12 kg ～ 1e-15g
ということで、きっと、はかれませんねぇ。ほこりでももっとありそう。
＃でも、わりとおおきいんだ。陽子が1.6e-27kgだから。
ちがう... (スコア:1)
1ngだとなんかはかれそうだぞ。
＃おかしい。なんかまちがってるぞ。
＃どうやってごまかしゃいいのだ？(^^;
核融合は結合エネルギー変化で質量変化します。 (スコア:1)
あと化学反応でもそこにあらわれるエネルギーの量だけ「 電子１～２個分ぐらい？」は質量が変化するんだけど、そんなに高精度に測定できないから質量保存の法則が成り立っていると考えていいのだとか。そういう話でした。
Re:どのみち (スコア:1)
Re:どのみち (スコア:1)
Re:どのみち (スコア:1)
ポテンシャルが正解では (スコア:1)
揚水の水力発電所で説明すると一番分かりやすいと思います。昼間は水が流れ落ちる力で発電していますけど、電気の需要の少ない夜間には水をモーターで上に持ち上げて昼間に備えます。水が下にあるか上にあるかで質量が変わるという説明はナンセンスです。私は物理のほかに化学にもうといのですが、化学結合もこんな感じでポテンシャルがあって、電気などの力によってエネルギーの高い状態になるのではないでしょうか。バネをちぢめるのにも似ているんでしょうかね。バネをちぢめると質量が増えるのでしょうか。
質量うんぬんという話になっていますけど、計測できないものを問題にするのは馬鹿馬鹿しいのではないでしょうか。はっきりいってしまえば、現代物理学は古典物理学の式を引き継いだがために、古典物理学から見ると質量が増えたり減ったりしているように見えるような式で表されるだけなのではありませんか。
現在の現代物理学の理論というのは、多くの優れた研究者たちが研究を重ねて、もっとも妥当な表現やモデルで説明するようになっているので、ケチをつける気はありません。ただ、質量が増えた減ったなんていうモデルにそこまでこだわる必要はないのではないでしょうか。
Re:ポテンシャルが正解では (スコア:1)
「質量」という概念をどうとらえているのかよくわかりませんが、物理では一
般に「慣性質量」、すなわち、力 F を物質に加えたときにその物質がa で加
速した場合、M=F/a で表される値をその物質の「質量」といっています。そし
て、この質量が閉じた系では保存されること、また、系にエネルギーを与える
とその分質量が増えることは、さまざまな実験を通して何度も検証されていま
す。
充電池の例でも、エネルギーは「各分子の（化学）ポテンシャル」として格納
されますが、エネルギーはエネルギーなので、同様に質量としても検出されま
す。バネの例も当然、質量が増えます。ただその変化量が埃はおろか、電子1
個分にもならない量だったりするので、電池やバネといったマクロなレベルで
の測定は難しい、ということです。逆に、（電子質量程度の）ミクロレベルの
バネや電池を作ることができて、それに同じくらいのエネルギーを蓄えること
ができれば、その質量の変化量を測定する方法は考えることができるでしょう。
ありがとう (スコア:1)
つまり、これも一種の統一理論なのではないでしょうか。たとえば、ぜんぜんスマートではない統一される前の理論というものが仮にあるとしたら、その理論では慣性質量とは別にポテンシャルというものを用意して、ポテンシャルがあると慣性に抗する力が発生する、みたいなことになるのだと思います。
話はズレますけど、質量が虚数の物質なんていうのが現代物理学の理論で考え出されているそうですね。これが何かこれまでの物質とはまったく違う何かものすごい物質なのかとも考えられるわけですけど、実際は大した違いのない現実に存在する一側面にすぎないことも考えられるわけです。
たとえば、電気回路には複素数の電流が流れます。え? そんな電流なんてどこにあるの? なんて言う人はここにはいないでしょうけど、これは単なる交流電流のことです。家庭用のコンセントからでもどこでも手に入ります。複素数を使うと、時間軸で変化する電流を、普通の直流回路の式ですべて説明できる。だからそう表しているだけです。
とまあそういうことですから、新たな発見があれば反重力なんてのも他のことで説明がつきそうです。だから、式がどうこうという話は、あまり意味がないと思います。
Re:ポテンシャルが正解では (スコア:0)
現代物理はこのように古典物理を包括しているんだと思うだけでも
いいし。俺も昔勉強したこと思い出しておもしろいし。
必要ないと思う人は無視すればいいだけ。
思考実験によるわかり易い(と思われる)説明を考えてみ (スコア:1)
1. 温度が上がれば質量は増します。何故ならば、原子/分子の熱振動が激しくなり、ということは個々の原子/分子がより速く運動することになるからです。
2. 「蓄電池+抵抗器」なる簡単な孤立系(他からのエネルギー/熱/物質/情報/何でも:-)のやりとりの無い系)を考えます。
3. 2.の系で、蓄電池に充電されているエネルギーを抵抗器で熱に変換します。暖めるものは蓄電池でも抵抗器でも構いませんが孤立系なので他へのエネルギー流出は有りません。
4. 3.の前後での孤立系の質量変化を考察するに、完全に孤立系である以上全質量の変化は有りません。ですが、1.は暖まった物体の質量は増す筈です。つまり、暖まったことによる質量の増大と、蓄電池の放電による質量減少が打ち消しあっているわけです。
Re:どのみち (スコア:0)
エネルギーがエネルギーである(質量に変換できていない)以上、質量は変わらないはずだが？
Re:どのみち (スコア:1)
Re:どのみち (スコア:2, おもしろおかしい)
Kiyotan
Re:どのみち (スコア:1)
別の方がフォローしてくださっていますが、速く動く粒子は、その運動エネルギーは質量として計測されます。正確には、速度によって増加した質量を計算すると、ニュートン力学で知られた運動エネルギーの式とほぼ等しくなります。
電気エネルギーや化学エネルギーも、根本的には同じように質量の変化となって表れます。ただ、その変化量が小さすぎるので、現状では計測不能ですが。(計測可能なくらいだと、核爆発のようにとんでもないエネルギー量になるので。)