2020年07月28日

考えるとわからないが、考えないと悩みはない それだぜ

電解コンデンサは極板間は絶縁体だ。なのにどうして電流が流れるのだ? (交流の場合ね) これを素人にも分かるように説明するのは困難である。電気系の学生に対しても説明するのは困難である。
昔、電気系の教授でノイズでは有名な人が、うまく説明できないとか本に書いていたの思い出した。
そこはな、高校物理ではマクスウェルが変位電流を発明して・・・とかの話もあり。さらには、変位電流は磁場を作るか?  という議論もあり。
なかなか説明が難しいところなのである。

同軸ケーブルで信号を伝送する場合、エネルギーはどこを伝わるか? というのも考えると面倒だ。芯線と周囲被覆銅網の間の空間をエネルギーが伝わる・・・として、では、芯線をエネルギーは伝わるのか? どうよ。
考えるとわからなくなるのは工学的な問題だけではない。
点電荷は周囲に電場を作る。電場はエネルギーを有する。そして、点電荷を含む空間でのエネルギーはどのぐらいか。積分すると発散する。
つまり、点電荷は無限のエネルギーを持つ・・・わけではない。

この点電荷という考え方は点電荷のある位置を考えない限りは実用になる。点というのは位置だけだ。分母の変数が0になるような数式は発散する。
この問題は昔の物理学者、例えばディラックなども検討したらしい。だが、解決していない。
発散の問題は量子力学にも引き継がれている。質量の発散、電荷の発散と二種類だ。方程式の分母に変数があって、それが0になると困るのである。
一般相対論も同類だ。分母が0になるような状況はタイヘンに苦しくて四苦八苦して困るのである。

まー、単純に分母が0になるので・・・というだけではないとしてもだ。

ようするに、古典電磁気でもワイは考えるとドンづまルのである。考えないとドンづまラナイのである。じゃ、考えないほうがいいじゃん!!  (笑) ともいかぬ。

で、平行平板コンデンサという単純なモデルで変位電流が磁場を作るかというと作らないらしい。いや、電極間の空間には電場も磁場もある。その磁場は変位電流が作るものではない、ということらしい。
太田浩一「電磁気学」か「マクスウェル方程式の基礎」か、に書いてあった気がする。忘れたけど。

まあしかし、ここらは電子機器の回路設計をする場合には何の関係もないですわ(笑)

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ラザフォード散乱・・・そう簡単な話でもないって なあぁにいぃ・・・

中心力場の問題。「パーソナルコンピュータを用いた量子力学入門」櫻井捷海・裳華房 1989年。これは度々書いた。
f( r) = a r^-n   という数式で n=-2 とすればクーロン力、重力の場合に使える。
BasicでのProgramがあり、それをPyhton + Scipyで計算してみて、さらに適当に弄って次のような結果を得た。

これはα線、金の原子の場合である。電荷、質量はヘリウム原子核、金原子核の値を使った。
x-y座標の数字は 1 が100 fmである。原子核に最接近している曲線をみると約20fm ぐらいか。

まあそんなものだろうかも。と思ったが、どうも違う。気がする。

image

http://www.th.phys.titech.ac.jp/~muto/lectures/INP02/INP02_chap02.pdf

大学の講義資料らしい。Google検索10段(自称)のワガハイが検索してヒットしたのである。

これによるとθ=90°のときに、衝突係数 b = 21 fm となっている。だったらあってんじゃ?  ではないのである。
上のグラフでθ = 90°あたりの曲線を見ると b = 10ぐらいだ。あってないじゃん!!  
   α線の速度は 1.6✕10^7 で計算した。上のサイトに書いてあった。

で、どうして b の値が合わないのか・・・・・ 知るかよ、バカタレ!!

   拙者がIQ88のちょ~頭脳で必死こいて考えると・・・ 上のサイトは中心力場のシミュレーションをワイのように単純に計算しているわけではないのである。なむぅ。
衝突係数 b を計算するのにアルファ粒子のエネルギーも使っている。ワイの中心力場のシミュレーションは櫻井捷海の本の真似であり、そんなの使ってないのである。

うーーむ。浅学非才!!  不勉強が身にしみる・・・(´・ω・`)

とは言え、櫻井捷海の本は 量子力学入門である。上のurlの内容は入門ではなかろう・・・多分。学部の何年での講義なのか知らないが、理工系大学の物理系だろうなあ。物理系の連中はだいたいアタマいいからなあ。ワイは工学系であり凡庸の中の凡庸であるし(笑) つーか、大学卒業したの数十年まえじゃ。パソコンもなかったぞ。あったか、Z80キットやCP/Mが(笑)

というわけで、とっとと入門を過ぎて少しはマシなレベルに上がりたいものである。

それにしても最近の学生は素晴らしい環境ですなあ。。。。卒業したらせっせと国内の産業で働きニッポンの経済社会・文化等に貢献してくだされ。拙者の年金の原資・・よろしくね。

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2020年07月27日

ラザフォード散乱のもどかしさ わからんちん ボク

例えばこういうグラフだ。
image

これは「パーソナルコンピュータを用いた量子力学ろ櫻井捷海・裳華房1989年の。
中心力場の話  f(r ) = a r^-n   という一般化した数式があって。n = -2のときに重力やクーロン力になる。それは分かるぞ。そして4次R-K法で2階線形微分方程式を数値計算で求める。本ではBASIC, Pascalだったが、僕はPython+Scipyを使った。
この時、a = 2  としている。これの解説が皆無である。さらに、横軸の単位は何だよ。ここらの説明がないのである。
通常、ラザフォード散乱は金箔にα線を当てる。α線はヘリウム原子核なので電化は+2、質量は陽子の4倍。金は原子番号が79である。よって方程式は
f( r) = 2*79*e*e/(4πε) / r^2  = m・a になる。ここで加速度は
a = 2*79*e*e/(4πε m) / r^2   となるので、定数部分を計算すると5前後の数字になる。なので a = 2 としているのは、金を考えなかったからか?  それともテキトーか。
さらに横軸はどう処理しているのだ。1 Åを単位としているのか、1 fm を単位としているのか? 
その場合には初速度を 数字 1 としてプログラムは書かれているが、これをどう解釈するのだ・・・・

と、考えて無性に腹がたった。こんな不親切な内容でいいのかよ、バカタレ!!   まあ30年ぐらい昔の本なんですけどね。

実は、α線の速度は 1.5 ~ 2✕10^7 らしい。光速の1/10以下であるが、だいぶ速い。
そして、僕が不満なのは金の原子の大きさを考慮してない、構造を考慮していないというところだ。金の原子核からどれだけ離れたら電子雲があるのか。α線は金の原子核に近づくには電子雲を突っ切ってくるのであり、そことの作用はないのか。
つまり、上の問題は原子核の近傍で考えるべきであり・・・近傍とはÅの単位ではないよ。fm だよ。10^-15 の長さの数倍、数十倍、数百倍・・・だ。
ここらにまってく触れない量子力学の本ってなにさ。

というわけでいろいろ調べてみる。

http://www.natural-science.or.jp/article/20160406055544.php
ラザフォード散乱の散乱角(古典)

記事は読んだらラザフォード散乱の一般的な話のようであり、計算しているのは陽子に陽子をぶつける例だ。金箔にα線を当てる場合の計算式ではない。なので却下。

http://ne.phys.kyushu-u.ac.jp/seminar/MicroWorld/Part2/P25/Rutherford_model.htm
  金箔にα線を当てるというラザフォードの実験の解説のようだぞ。
アララ、次のページは金箔ではなく薄い銅箔になってますわ。まー。

他、いくつか見たがワイが知りたいことは書いてない。ほとんどが記号計算で終わりグラフはおまけって感じだ。アタマのよい連中は抽象的な思考ができるので記号演算だけでいいのだろうが、ワイのようなアタマが凡庸な貧乏・金無しは具体的な数字がないと納得できんのである。ばーか。

とりあえず知りたいことは上のグラフで原点に最接近しているところ。そこで反発して戻るので、方向を変える一瞬は運動エネルギーが0になる。よってクーロンポテンシャルだけだ。α線のエネルギーがわかればクーロンポテンシャルが出るので、最接近距離が出る。原子核はそれより小さいはずなので、そこらから金の原子の大きさの推定ができる・・・かもかも。

よく衝突パラメータb というのが出てくるが、ソレガシが知りたいのは bの数字だよ。書けよ、バカタレ。

というわけで教科書とか本とかは買うな。腹が立つ(笑) 図書館で読みましょう。内容を知ってから場合によっては買うのも良いと思いますね。

こっちが知りたいこととアタマのよい大学の先生が知らしめたい事とは違うのサー。

以上で、今日のむかっ腹を終わるサー なんで サー さあ。

posted by toinohni at 09:50| 東京 ☀| Comment(0) | 物理科学雑学 | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする

2020年07月24日

うーむ、世の中は進んでいてワイは止まっている 藁 稲 草

昔、物理法則の視覚化に興味があって検索したらMathematicaを使ってアニメーションを作っている人がいた。東工大の先生のサイトだったと思う。
Mathematicaは高い!!   代わりに、タダのMaximaでなんとかなりませんかあぁ・・・

と思ってから数年間の放置。

最近、気づいた。HTML5で物理のシミュレーションをやるサイトがあるのだった。HTML5ってなんだんねん?  まずはそこからだ。
拙者はMathematica, MAXIMAのようなツールが必要かなと思っていたが、HTML5でできるのであれば、カネかからん。貧乏・金無しの朕に最適である。ブラウザがあればいいんだもんね。

ここら、詳細はともかく。ブラウザでのそういう処理は結局は重い処理はサーバー側の負担になるのであろう。だが、ワシのPCは貧弱スペックでもいいのであろう。

なかなか面白いそうなので調べてみようかなーと思った次第である。
自分のPCが低スペックの場合にはサーバー側に計算させればいいじゃん・・・って、ほんまだったら賢いなあ。バカタリーノとアホタリーノに続いて賢い連中をカシコイーノと呼ぶか(笑)

カシコリーノがいいな。

昔、1930年代初期、中性子がβ崩壊する際にエネルギー保存則が破れていると思われて、そこで怪物パウリは未発見のニュートリーノという中世微粒子(中性子ではないよ)がエネルギーを持ち去ると考えてエネルギー保存則を守ったのであった。ニュートリノが実際に発見されたのは1950年代だけどな。天才の慧眼というものだ。デブのパウリは天才・ディラックのライバルであり、怪物・パウリと形容されるが、ディラック同様に天才であることに変わりはない。

そこでワッシは考えた。人々はバカタリーノとアホタリーノとカシコリーノが全体としては保存則を満たすのである。これを人類の脳みそレベル保存則という。今、考えた(笑)
バカタリーノ + アホタリーノ + カシコリーノ = 一定 うむうむ。

そこでバカタリーノとアホタリーノが増えるとカシコリーノが減って一定になる・・・あれ、これはまずいな(笑)
バカ、アホが増えるとカシコが減ってしまう・・・・ 数としては一定だが、この保存則はまずい・・・だが、現実はそうだ。
バカ、アホが増えるとカシコが減る・・・・ 現実だね。正しい保存則のようだ(笑)

で、何の話だっけ?   さー。

わからんサー。 なんで、サー?    知るかよ サー。

posted by toinohni at 11:19| 東京 🌁| Comment(0) | 物理科学雑学 | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする

2020年07月21日

すこしばかり 単位系の勉強をしなくては・・

パソコンで宇宙物理学 という本がある。図書館にあった。
その中で制限三体問題を扱う章があり。

読んでいて、あらららのらーー。初めの方でニュートンの重力の方程式を書いて、定数Gの数値を書いて、話が進んで。。。。
いつのまにか、Gが消えとった。なんでやねん。

Gを1にする単位系を使いますとも書いてない。なんだ、こいつは。。。と思った次第である。
プログラムはMicrosoft Basic。90年頃の本なのでDOSの頃だな。

で、単位系はG = 1 , c = 1 とかもある。自然単位系とかプランク単位系とか なんとか単位系 とか複数あるようだ。さっき検索して知った。

で、その本はよ、G = 1 の単位系を使うとの 断り書きもなしに、途中で数式からGを消しとんのやで。こんな、暴挙 嫌い!!  

あらら、Gはどこへ行ったの、今日は半日 それで悩んでましたのワシ。

図書館にあり、借りてはいないのでワイが予約して借りて。図書館の本も人気がある本は予約順位が11番めってものもありまして。そういうのは忘れた頃に連絡がくるであろう。

posted by toinohni at 20:48| 東京 ☁| Comment(0) | 物理科学雑学 | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする

2020年07月19日

ワイが妄想を書くである

50-60年代にかけて数百ものハドロンが発見された。それはバリオンとメソンに分類される。陽子・中性子はバリオンである。中間子はメソンである。
それらを説明するために、60年代前半にゲルマンやツヴァイクはより基本的な粒子としてクォークを考えた。もっともクォーク仮説が出る前にいろいろと仮説は出て消え、出て消え。
そして、クォーク理論は発展した。その延長上で素粒子の標準模型ができて、今では標準理論に昇格している。
ただ、数百ものハドロンは寿命は ちょ~短い。10のマイナス20乗とか、マイナス10乗とか・・・・である。

ここで、ワイは疑問が出た。ハドロンは加速器によって実験的に作り出されたものであり、自然界に存在するものではないのではないか。そうだとすると、それ説明するためにクォークを考え出し、対称性等の理論を発展させ、・・・というのは物理学者のアーーソブってものではないのか。

単純に言うと人工的に作り出した粒子に対して物理学者がわーわーと遊んでいる・・・という構図だ。ワイはそう思うのである。

ハドロンが自然界にあるというのであれば、どこにあるか示せ。そういうとビッグバンとかの話を持ち出してかわそうとする。
どうも物理学者がアーーソブってことを続けている気がしている。

基礎物理は大事だ、重要だという連中がいる。だが、素粒子の研究手法を含めて、本当にそこは基礎物理なのか、基礎科学なのか。

ワシはワケワカメ。物理学者のたのしーアーーソブって感じに見える。楽しいのは連中だけだろ(笑)

というわけで、ワイのオツムのレベルでは、ここらの批判的な事を書くだけの土壌がなく、単に、バーカ、アホタリーノ とか喚くだけなので辞めとく。

少し、哲学の分野から現代科学の特に素粒子論を見た場合の視点を探ってみたい。
僕は素粒子論の入門書を読んでだが、いまいち、違和感がある。これは物理学者が単に遊んでいるだけだ(笑) 楽しいのは連中だけであり、ワシではないのだ。
ものすごく方向違いなところに進んでいると感じていると妄想するのである。

もちろん、人が考えることなど自然はいろいろとひっくり返して来たという経験則もある。

とにかくな、カネ使うな・・・ オレにくれ・・・と言いたいのである。なむぅ・・・

posted by toinohni at 14:11| 東京 ☀| Comment(0) | 物理科学雑学 | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする

2020年07月18日

国立の研究所は何をしているのだ? というのはどうやれば分かるのだ しるかよ

税金で運営されているのだから、国立の研究所は何をやっているのか・・・Web-siteを見ればよいがな・・・ってかね。
そうではなくて、どっかで、われわれわあぁーーこういう研究をおっぉへーーーやってますううぅぅぅーというアヒルがあってもいいのでは。。。いや、アヒルではなくて、鴨かな。違うのだ、アピーールだあぁーー。

それ言ったら国立大学はどのような研究をしているのだ?   だね。学生の教育は当然として、だ。何を研究しているのか、それを公開する、公表するって当然だろよ。

さらには自治体にある産業技術センターとかいうのも、いったい何をやっているのだ。

一時期は技術展示会で都立産業技術センターとか、千葉県立産業技術センターとか展示があったのだが。
そういうふうに何をやっていると、公表するべし。税金の無駄遣いやってんじゃねーーって怒られたりして(笑)

そこだよ。そういう公開する、知らしめる、公表する、宣伝するという姿勢が必須なんだよなあ。

もっとも産業分野の話になると一般人は興味ない、わからない、ってなるかもね。だが、ワイのようなエンジニア崩れはな、いろいろと興味あるしよ(笑)

そこだね。

そこで、先ずは東京都の場合はどうか、その組織名ぐらいは知るべし、だよよよおおーーーんんんん。

posted by toinohni at 19:03| 東京 ☁| Comment(0) | 物理科学雑学 | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする

物理定数というものがあってな なあぁにいぃ・・・見つけちまったな!

https://japanknowledge.com/contents/common/butsuriteisu.html

しかし、ある意味 役立つが便利ではない。コピペして使えないからである。
image

   電子の質量をコピペすると。
9.10938215(45)×10−31

   OLWではこうなった。これは計算には使えないのである。しゃーないので修正して使うしかない。
9.109E-31  のようにさ、コピペして使えるような表があるといいなあ・・・

と、ものぐさなワタクシが言いましたよってに。

wzMaximaの場合には、
load(physical_constants);
  を利用すれば物理定数が使えるのだが、そんなことするよりも既にどっかに書いたものをコピペする方が便利なのでしたっと。なむぅ・・・・

posted by toinohni at 13:28| 東京 ☔| Comment(0) | 物理科学雑学 | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする

わたし バカよねぇ おばかさんよねぇ・・・・ワイは偉い

わたしバカよねぇ おばかさんよねぇ・・・・・ 細川たかしは偉い!!  自分のことをよう知っおる・・・・・・
昔、人生幸朗とかいう漫才コンビがこういうのやっとりまして。当時のアイドルの歌については、もっとじっとして歌えんのか、きゃつらは!!   (笑)

というわけでワイは自分がおバカさんよねぇと気づいたので偉い!!  うむうむ。

image

これはラザフォード散乱の図である・・・・ように見えてそうでもない。中心力場における粒子の運動を図示したものである。2階微分方程式の数値解を計算する例題である。

中心に大きな正電荷があり、左から単位正電荷を水平に初速を与えて飛ばすとこうなる。
なるほど、これだと中心に何かあるぞ!!  ってわかる。ラザフォードのおっちゃんは偉い!!

で、言いたいことはそこではない。そこまで計算できたのであれば実際にラザフォードのおっちゃんがやったようにしてみなはれ。中心に金を置く。原子番号79だ。そして、左からアルファ粒子を飛ばす。アルファ粒子はヘリウム原子核だから電荷は2だ。
そこだ。実際にラドンからα線が放出されるときに、その速度はどのぐらいだ?
上の計算で初速度を変えるとどうなるのだ? 

  というように、いろいろと興味が広がっていくといいのにね。上のプログラムが動作したので、終わり、とするのがワイのおバカさんよねぇ・・・なのだよ。

ちなみに詳しい事は「ラザフォード散乱」で検索すると大量に出てくる。理屈はそこら読んでねっと・・・・そんなことより、ワイは係数いじってどうなるかをいろいろ試したい次第である。
Python + Scipy + matplotlib + VScode + Win 10 
   グラフ作成機能付き高級電卓なのである。なむぅ・・・・・・

蛇足 上のグラフ、プログラムをラザフォード散乱に適用しようとすると、いっきにドンづまル。金原子一個にアルファ線を当てるって事などできん。金は個体である。結晶である。原子がびっしりと並んでいる。上の場合に原点に金の原子があるとしているが、となりの原子はどこなのさーーーーー。
つまり、図のスケールでx ,y をメートルと解釈すると何の意味もなくなる。金の原子一個だけを空間に固定して実験するってどきるかよ、バカタレ。
そこだ。
解説本もサイトも後知恵でわかったことだけ書く。気に入らん。少しは試行錯誤したこと、四苦八苦した事も書けよ、アホたれ。
上のプログラムを実際の金とアルファ線に適用する場合には定数をどうするか、その他の注意がかなり必要になる。だいたい、原子核から数メートルも離れたところでヘリウム原子核が一個の原子から影響うけるかよ、バカタリーノ。

えーー、一応、弁解しますね。バカタレとかアホタリーノとかは自分自身に言うとるのです。

自分自身がバカタレぶりアホたれであり・・・そういう事を知るって事は 拙者は偉い!!

posted by toinohni at 12:51| 東京 ☔| Comment(0) | 物理科学雑学 | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする

神の素粒子 ヒッグス  小林・日本評論社 2013

数式が表紙に出ているとね、売れないんだよん(笑) まあ素粒子論の流れとか経緯とか知るにはいいんでないの・・・・だが、だいたい知っている。数式は知らん。そんなのわからん。
こんな数式を理解できるヤツらは教科書レベルの本を読んでいるだろよ。
わしはわからん。ここらの数式を理解しているって物理系出身者だけだろよ。

とはいうものの、ヒッグス粒子が発見されてノーベル賞。ついでに重力波が検出されてノーベル賞。2010年代はこの2つが印象的であった。。。今年は2020年でしてね。

で、ヒッグス粒子が発見されたらどうだってんでーーーー、どーよ。なにがよ。しるかよ。

posted by toinohni at 07:52| 東京 ☔| Comment(0) | 物理科学雑学 | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする