第6回

講義内容

• Ｘ線・中性子線でものを見る
• 光（電磁波）、光の放射、黒体輻射、光電効果
• 物質の波動性
• 量子力学構築へ
• 電子状態の記述と電子の軌道
• 水素原子
• 他の原子の電子状態
• 「波動」系インチキを見抜くために（周期表と物質の波動性と不確定性関係）

第６回の内容に関する質問とコメント

• ガスコンロやガスバーナーの炎が蒼く見えるのはなぜですか？
  →少し調べたがよくわからなかった。温度に応じた熱輻射だとすると、青色になるにはガスの炎の温度は低すぎるので、メタンやプロパンや二酸化炭素の電子励起状態と基底状態の間のエネルギー差に該当するものはないか……と見当を付けて探してみたのだが、いい資料が見当たらなかった。
• お風呂に入れる入浴剤は健康にいいのか？入浴剤を入れてもあまり健康にいい気がしないのですが……むしろ肌を刺激して良くない気がするのですが……
  →入浴剤との相性は人によって違う。使って快適だという人は使えばいいし、そうでない人は使わなければよい。
• 紫外線で日焼けをするが、赤外線では日焼けをしないんですか？
• 紫外線は本当に怖いものなんだなあと思いました。赤外線だと長時間当たっていても害はないのですか？
  →赤外線では日焼けはしないが、長時間当たり続けて温度が上がったままになると、普通に火傷することになる。
• チタンネックレスとかは効果があるんですか？それとも”自己さいみん”なんですか？また、トルマリンリングで何かの測定器の針が反応する結果があったんですが、実際効果は何かあるんですか？
  →チタンが金属アレルギーを起こしにくい物質であることは確かだが、積極的な効果があるという話はない。残りは本日のプリントに記載。
• アレルギーはなぜ起こるんですか。（特に金属）
  →専門分野が違うので、私も正確なことは知らない。
• 植物の葉は、緑色の光を吸収しないから緑色に見える。普段わたしたちが見ている物の色はその色の光を吸収しないからその色になっているというわけではないですよね？その色の光を吸収しないからその光に見えるものって他にもあるんですか？以前質問した液体酸素もそうですよね？
• 色が見えるのは物質がその光を反射しそれ以外の光を吸収するからだということでいいのでしょうか？もしそうなら、全ての光を吸収する物質を作ることはできるのでしょうか？
  →水が青く見える理由は、ごくわずかだが赤色の光を吸収するから、水がたくさんあると青みがかって見える。コップに入れた程度では、わずかな吸収なのでよくわからないから透明に見える。電磁波吸収体としては、フェライトや超伝導体などがある。
• 植物の葉に本当は色はついていなくて、光の波長によって葉を貫通するか反射するかで緑色に見えたりするという話を聞いたことがあるのですが本当ですか？きょうりゅうの肌の色は本当はわからなくて、テレビなどで見るのは勝手に想像されたものだというのは本当ですか？宇宙には本当に果てはないのですか？また、それはなぜわかるのですか？
  →世の中、色がついているものは全てある波長を吸収したり反射したりしているので、植物だけ特別扱いするのはおかしい。植物の緑色のクロロフィルは、中心にマグネシウムを持つポルフィリン環が含まれていて緑色のもとになっているが、ポルフィリン環を利用した塗料も既に使われている。
  　恐竜の肌の色は不明。化石から骨格はわかっても、色素分子が何であったかはわからないから。
  　宇宙には果てが無いどころか今も膨張している上11次元だというのが最近の説。「パラレルワールド」ミチオ・カク著（NHK出版）でも読んでみてはどうか。
• 水が波動情報を記憶させるのに一番適しているのなら、体内にある水分の量が減ると脱水状態になりますよね。それは体内の生体波動のコントロールのなんかしら影響を受けているのでしょうか？
  →このツッコミは、「水が波動情報を記録する」というインチキを主張している人にしてほしい。
• タンパク質はアミノ酸の結合ですが、運動後にはタンパク質（肉や豆腐）よりもアミノ酸をとったほうがいいんでしょうか？
  →私に訊かれても何とも言えない。生理学者に訊いて欲しい。が、運動で消費されるのはとりあえず糖では。
• 放射能も光ですか？
  →「放射能」は放射線を出す性質のことだから、光かどうかというカテゴリーには入らない。「放射線」であれば、α線はヘリウム原子核、β線は電子、γ線は電磁波だから光だといえる。なお、臨界事故で問題になったのは中性子線である。
• 2p軌道はK殻の電子が入り、3d、4f軌道にはL.M.N殻の電子が入るということですか？
  →本日のプリント参照。殻に対応するのは主量子数nである。
• 反射について…水面には様々な物が反射（？）して雲などが写りますが、水面からかなり離れているものも水面に写って見えるのはなぜでしょうか。
  →距離が遠くても、はっきり目に見えるものであれば、光が届いているということだから普通に反射が起きる。
• 音について……耳を手でどんなに強くふさいでも音が聞こえるのはなぜでしょうか？音波は手をすり抜けてしまうのですか？また、どうしても音を断ちたいときはどうしたらよいですか？耳せんしてもあまり効果無いので……。
  →無音の部屋を作る技術はあるが、日常で実現できるわけではない。音波は気体・液体・固体のいずれも伝わるから、防ぐのは難しいが、減らすことはできる。個人的には、耳栓のおすすめは３Mのソフトタイプのもの（私はこれを愛用している）。あとは、逆位相の音波を出して外からやってくる音をキャンセルするという方法もあり、ヘッドフォンのノイズキャンセラーとして使われている。
• 指輪などのアクセサリーは、金や銀などは体に害がないのに鉛は体に悪いと言われているのはなぜですか？
  →イオン化傾向の違いで、汗などに濡れても金や銀は溶けない・さびないが、鉛は錆びる。鉛が有害なのは、イオンになって水に溶けて体内に入って吸収されると有害ということで、金属の鉛を手で触ったりしても普通は問題ない。
• 今日の話はLV高かったですねー。物理は好きですが苦手です。「波動」と聞いて思い出したんですが、中国の方で、気合で人間を倒したりする格闘技がありますが、あれは嘘ですか？自分でも嘘だとは思うんですが。でも雑伎団とか、電球を喰う人とか針の山の上に立つ人とかをTVで見ると、あったらいいなと思ってしまうんですが……
  →格闘技の技は普通の力学で説明できる。気合いに物理的実体があって効果を出しているわけではない。雑伎団は、多分コツと訓練では。
• 「温暖化が本当かというのははっきりしていない。メカニズムも確定していない」と書いてあったのですが、確定していないのにどうして世間では温暖化防止と騒いでいるのか？南極や北極の氷が溶けるのは温暖化のためではないのか？
  →確定してから対策を立てたのでは間に合わないから。今の気温の変化が温暖化によるかどうかは、次の氷期がどうなるかまで待たないと本当はわからないはず。人間が大きく地球環境を変えたのは産業革命以後だが、間氷期はそれより遙かに長い。
• ガス（プロパン）の請求についてなのですが、「基本料金＋使用量」に応じてということですが、使用量の単位は「m3」で請求書に記載されています。温度、気圧によって体積が変化すると思うのですが、どのような条件下で測定されているのでしょうか？メーターに条件を一定に保つ装置でも付いているのでしょうか？教えてください。
  →質問の相手を間違えている。私もどうなっているか知らない。この質問は、微妙にガス会社が得をする決め方になっていないかどうかに注意しつつ、ガス会社に対してするべきである。
• カロリー０とかいてある飲料水をよく見かけるけど、カロリー０なんてありえるんですか？
  →カロリーは、完全に燃焼さえて水とCO２にまで分解するときに取り出せるエネルギーだから、水だけならカロリー０、電解質水溶液もカロリー０。
  【追記】次のようなコメントをいただいた：食品の栄養成分については、一定量未満ならゼロと表記していいことになっていたはずです。エネルギーは5kcal/100g未満だったかな。カロリーゼロのはずなのに成分表示に果糖が書いてある、ということはよくあります。あと、電解質溶液でも生体用にはクエン酸や乳酸が入っていることが多いのでは？
• 食器洗剤で有名な”ジョイ”という洗剤があるのですが、それのコマーシャルで「パスツール研究所が認めた」と宣伝していました。パスツール研究所がどんな実験をしたら認めるんですかね。ただ、ジョイは洗剤で最強です。
  →有名なパスツールの方ではなく、パスツール研究所という名前の別の怪しい研究所があるかもしれない。
• 赤と青の絵の具を混ぜた時、波長だけを考えると黄緑あたりになりそうなのに、どうして紫色になるのでしょうか。
  →実際にどんな波長が出ているかということと、人の目にどう見えるかということは別の問題。
• タンポポの綿毛が耳に入ると中耳炎になると聞きましたが、これは本当なのでしょうか？もし本当ならそのプロセスはどうなっているのですか？
  →何であっても異物が鼻や耳に入ったまま放置しておくと炎症を起こすことが多いが……。
• 元素周期表で見たのですが、「ルテチウム」というのが天然に算出する金属では最も高価だと書かれています。ならば、純粋な「ルテチウム」1gは一体いくらなのですか？
• コップに入った水はゆすってると分子が震動してあたたかくなるのですか？
  →摩擦でわずかだが温度が上がる。（追加）
• 軌道難しくてわかりません。覚えるコツはありますか？
  →専門でないなら無理に覚えなくてよい。専門なら嫌でも学部の講義で試験に出るから覚える羽目になる。（追加）
• 洗濯をしていてふと思ったのですが、風呂の残り湯を使うと、確かに洗浄力は上がるが、水自体が汚れているため結局相殺されて意味が無い気がします。節水なら意味があるだろうが……。
  →温度による洗剤の働きがよくなる効果＞多少湯が汚れている効果、なら意味がある。すすぎはきれいな水でするし。（追加）
• 薬剤の効果は体重あたりの量で決まるとのことでしたが、つまりは体重の重い人（太っている人）に薬を処方する場合は普通より多めに処方する必要があるということですか？
  →子供と大人で飲む量が違うのはよくあること。大人同士の場合は、子供と大人ほどの差がないので「大人」とひとくくりにされているようだが……。（追加）
  【追記】次のようなコメントをいただいた：薬の（有効量での）効き具合は、どのくらいの時間かかって肝臓で不活化されたり腎臓から排泄されたりするかによってほぼ決定されます。肝臓や腎臓の大きさは体重にあまり依存しないので、大抵の薬は大人とひとくくりにできます。…もちろん、体液のNa-KバランスやpHが崩れたときの輸液は話が別ですが。
• お酒を飲んでる時にクニン酸を飲むと二日酔いにならないと、ある受験参考書に書いてあったのですが、本当ですか？また本当なら何故ですか？
  →私もよく知らないので、医者に訊いてほしい。
• 以前、Ag+が含まれる制汗スプレーを誤って服に吹きかけてしまい、服が変色して、洗っても色が残ってしまいました。何故こんな事が起こるのでしょうか。
  →スプレーの成分も不明だし、服の材料も不明では、具体的には何ともいえない。
• 「熱」とは何でしょうか？
  →分子や原子の運動の激しさの指標を、マクロにとらえたもの。
  参考：「熱学思想の史的展開」山本義隆著（現代数学社）あたりを読むように。
• 人が死ぬとき体重が少し軽くなるらしいのですが、本当ですか？本当ならどうしてですか？
  →水分が抜けて乾燥すれば軽くはなるが、死ぬときに限られるわけではない。まず、どういう実験で、誰がどこで確認したのかを探してはどうか。
  　この現象がもしあったとしたら、何を調べればいいか、ニュートン力学の範囲で考えてみる。体重計で測れる程度の重量の変化であれば、量子力学を使う必要はない。死ぬとき体重が軽くなるということは、何か見えないおもりが見えない糸で下にぶら下がっていて、死ぬと糸が切れておもりが下に落下するというモデルを考えることになる。すると、体重を測定するときに、充分大きなベッドにのせた状態で測定すれば、糸が切れてもおもりはベッドの上にあるはずだから、体重の変化は観測されなくなるはずである。さて、この話を最初に出した人は、何が起きているか確認できるだけの実験をしているか？
  　現象が本物なら、何が床に転がっているか、誰かが確認しているはずである。
• 光とかエネルギーの話は難しかったです。軌道の所は、他の講義でもやったので、いくらかは、分かりましたが、他は、もっと本を読まないと理解できないと思いました。あと、電子の軌道と原子の結合は関係ありますか？
  →ある。化学結合を、電子軌道を使わずに説明するのは無理。
• 高校で物理をとっていなかったのですが、教養程度に物理を勉強したいと思っています。そこで、おすすめの入門書のようなものがあれば教えてください。
  →「新しい高校物理の教科書」山本明利・左巻健男著　講談社ブルーバックス
• 果糖、液糖は糖尿病の原因になると聞いたことがあります。他に原因となる物はありますか？
  →糖尿病の原因は本当に糖か？
  http://ja.wikipedia.org/wiki/糖尿病
  少なくともここには、糖が直接の原因となって発症するという話はない。糖尿病になった後は糖のコントロールが重要になるが、原因ではないだろう。
• 金箔は食べると体外に排出されるんですか？それとも無害な物質に変化するのでしょうか？
  →金は水にも酸にも溶けないので、単に体外に排出される。
• 視力回復にブルーベリーがいいと聞きますが、ブルーベリーの成分はビタミンAなのでビタミンAをとると視力かいふくするんですか。
  →ブルーベリーによる視力回復そのものに根拠があることをどうやって確認したのか？視力回復の実体が具体的に何を意味するか説明しているのを見たことがあるか？具体的な情報がなく「視力回復」しか示されていないなら、信じる理由は何ひとつない。
• ヒアルロン酸は、効果の欲しい所に直接注射しないと意味がない、と人体解剖学の先生が言っていました。お肌の張りを保っている成分で、年を召す毎にそれが減少してしまいますが、元々人のお肌の内面にあるものなので、注入することでまた若い頃のようなハリを期間限定で取り戻せるらしいです。しかしお肌の外側から付けてもヒアルロン酸のスペースまで到達しないので効果はないそうです。
• よくわからないんですが、「超ひも理論」というのがあって、世界（？）は振動する弦でできている、というのを聞いたことがあります。これは、電子の振動とかとは関係ないんですか？よかったら教えてください。
  →電子は振動していない。超ひも理論は、相対論と量子論を統合するために研究されている。電子の構成要素であるクォークの振る舞いを、重力も含めて統一的に記述しようとするチャレンジである。「振動」という表現がなされていても、もはや我々が日常体験する振動とは全く関係のないものである。
• ミネラルウォーターは犬などのペットに与えるとよくないって本当ですか？テレビで見たんですけど。
  →「言うだけ」ならインチキでもあやふやなものでも言える。何を根拠にしていたかが大事。で、犬でもペットでも、人に飼われる前は野生だったわけで、そのときは川の水でもわき水でも飲んでちゃんと繁殖してこれまでやってきた。その事実を考えると、テレビがおかしなことを言っているという結論にならないか？
• 電子スピンとは何ですか？
• 最近、この講義に触発されて量子力学の本を読んでいます。ミクロの世界では、電子とかの存在は曖昧で確率でしか言えないのに、そのミクロな物質で構成される私たちや物が存在してるのが分かるということは、とても興味深いです。本でも読んでいまいち飲み込めなかったのですが、電子スピンの同じ向き、逆向きを決める核運動量というのはどういうことですか。スピンだからって、時計回り、逆時計回りにに回転しているというわけではなさそうですね。
  →電子に、質量と電荷があるのと同じように、スピンという量を電子が持っていると理解すべき。つまり、粒子を特徴づける量が「質量・電荷・スピン」の三つであるということ。重力場との相互作用に関わるのが質量、電場との相互作用に関わるのが電荷、磁場との相互作用に関わるのがスピンである。
• 炭酸と薬をいっしょにのむとなぜ危ないのですか？
  →そんな話は聞いたことがないし、医者が薬を出すときに炭酸と一緒に飲むなと注意しているという話もきいたことがない。薬の名前を教えてほしい。もし、薬一般の話だとしたら、炭酸と一緒に飲むなという話は多分デマだろう。
• 先生は水の専門家だけに、普段飲む水もこだわって何か良い水を飲んでいるのですか？あと、もしよかったら地元の福島県の裏磐梯に1l3000円の水が売っているのでぜひ飲んでみてください。l当たりの値段が世界1位らしいので。
  →水は水分子としてしか働かないことがわかっているので、家では水道水をそのまま使っている。大学では、建物の防錆工事で水がわずかに臭うので、ホームセンターで買った四千円程度の浄水器をつけている。
• オーロラを見に行く為に極地へわざわざ行く人たちがいますが、オーロラは宇宙から降りてくる宇宙線が目に見える現象を言うのであれば、見に行った人たちは多量の宇宙線を体に浴びて、体に悪いのではないでしょうか。
  →オーロラが発生するときに、宇宙線のエネルギーが失われるので危険はない。
• やはり物質が人体に与える影響を調べるには、臨床実験をしなければならないのでしょうか。動物実験（マウス）をおこなったもの（体重比などを考慮して行った実験結果）は信用してしまいがちなのですが……。
  →毒性試験の場合は、倫理上人では実験ができないので、動物実験の結果から判断することになる。非現実的な量でないことの確認は必要。有用な効果を示すという場合は、人での実験が出るまで、何もする必要はない。
• 焦げた食物を食べるとガンになるという話について、以前はアメリカ癌研究財団の癌予防生活14か条というものにそういう事が書いてあったそうだが、現在は研究で病気との因果関係は無いことがわかったそうなので、問題は無いのでは。
• km, m, mm, Åのように大きさを表すときに、なぜÅだけ英語じゃないのですか？
  →【訂正】Ångstrom という人名に由来。指摘を戴いたので訂正。
• DNAを構成しているA.T,Gなどは横に並んだ３つでアミノ酸になりますよね？それでは、A,T,G単独ではどのような物質なのですか？
  
• DHAには頭が良くなる効果があるというのは本当ですか？
  →何をもって「頭が良くなる」とするのか？何を調べれば頭が良くなったことがわかるのか？この問いに対する答えがない限り、頭がよくなる効果があるという主張には何の意味もない。
• 出てくる光はエネルギーの〜ある」とプリントに書いてありますが、電子がs軌道からp軌道などのように移動することができるということでしょうか。では、エネルギーの低→高と高→低に移動するときで、光の明るさは変わるのですか？
  →エネルギー低→高のときは、エネルギー差に相当する波長の光を吸収、高→低のときはエネルギー差に相当する波長の光を放出する。
• 液体窒素が恐いらしいということがわかった。
  →窒息しそうな使い方を避ければよい。
• 冷凍食品（ガムもそうだったと思うのですが）に賞味期限がないのはなぜですか。
  →普通、冷凍食品に賞味期限は書いてあるはず。見落としているのでは。
• O型は蚊に刺されやすいという聞いたのですが本当ですか。また本当ならなぜですか。
  →実験結果のソースは何か？ソースのない話なら信じるに値しない。
• だんだん難しくなってきて、しっかり話を聞かないと理解できなくなってきた。
• ミクロな世界は複雑だなと思いました。（他１名）
• 光は何でもできる便利屋だと思った。
• 波動石とか、つうはんで打っているのとか、今、考えるとひどいと思った。
• カラーの資料があってわかりやすかった。水だけではなく光の話も興味深かった。
• 耳にしたことのあるインチキ話もありました。入ってくる情報をそのまま受け入れていることが多いので、気を付けていきたいと思う。
• 軌道の話はなかなか難しかった。「波動」の話は科学的というよりは何かの宗教みたいに感じた（相手も同じ波動を持っている、というあたり）
• 今日の授業はちょっと難しかったです……。（他１名）
• 質問に答えて下さってありがとうございました。自分でも調べてみようと思いました。
• 今日は知らないことばかりだったので少し難しく感じました。でも電子の軌道の図はわかりやすかったです。
• カラーの図がきれいでわかりやすかったです。電子がどこにあるかははっきりとわかるものではないのだなと思いました。
• ミクロな世界は私たちが生活している世界のじょうしきまいないあんものをはつうじないのかあなとおもいました。
• 途中は、式とか理解しにくいけど、図で見れればすぐわかりました。ミクロな世界では、原子核がどーんとあって…というのはないんですね。ボヤケタかたまりなんですね。
• イラスト（図）があって見やすいのですが、細かい文字がかすれているので、そこをなんとかしてほしいです。（黒板の字ももう少し濃く書いていただけるとありがたいです）
• 水素原子からも色がでるのはおどろきでした。
• ミクロな世界は目に見えないので、いまいちわからないが、本日の事はわかった気がした。
• 量子力学についての説明や、電子の軌道のイメージがわかりやすかった。電子の軌道がぼんやりとした球場のものだというのは聞いたことがあったが、実際に数式で考えられるということに興味がある。
• 落葉は本当に発火するんですね！！おどろきました。今日のプリントはカラーでうれしかったです。
• 今回は最後のお「波動」系インチキを見抜くためにが印象的だった。世の中には本当に変な話が多いと思った。
• 世間に出回っている嘘にだまされないようにしたいです。農学部では、量子力学の数式がとけないので残念です。
• 難しかった。波動系インチキについて知ることができよかった。
• 光については高校物理でも習ったがそれよりも詳しい内容がきけてよかった。
• 質問に答えていただきありがとうございました。
• 何ですか？先週休んでる間に何が？道徳？何それ？……気になるので毎回そのような話をすることを要求します！今回の話はだいぶ参考になりました。
  →できれば休まず来るように。なお、配布プリントは予備があるし印刷もできるので、個別に申し出てくれれば対応する。