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はてなキーワード: 原子とは
イエーーーーイ！熱の伝わり方3つ言えるかーーーー！！！
科学に明るい人なら絶対言えるから、言える人はオラの文章にツッコミを入れ始める前に黙って好きな駄菓子を書いてブラウザバックしよう！
熱の伝わり方には3つある！！！！熱伝導、熱伝達、熱輻射だ！「あーあったあった、それさえわかれば説明できるわ」って人は口から糞を垂れる前に好きなカップ麺を書いてブラウザバック！
熱の伝わり方3つを知っておくと日常がちょっと楽しくなるし、君が暖房器具を買いたいなら参考になるかもしれないし、君が料理をするのであれば、料理がうまくなるかもしれない！君がヨッピーなら銭湯が楽しくなるはずだ！しっかり覚えよう！
一つ！熱伝導！熱というのは、固体なら分子がブルブル震えている状態のブルブル度合いのことだ！金属なら自由電子の運動の度合い、液体や気体なら分子が飛び回る速さの度合いだったりもする！とにかく熱というのは原子や分子や電子の運動の度合いなんだ！ただし、運動の度合いといっても、時速100キロで飛ぶ野球ボールが、静止している野球ボールより熱いことにはならない！あくまでも原子や分子や電子という極めて小さいスケールでのランダムな運動の話だ！
ブルブルしている物体がブルブルしていない物体とくっつくと、ブルブルは、ブルブルしているほうからしていないほうに移動する！そういう物理的な接触によって熱が伝わることを、科学の世界では熱伝導と言う！
試しにプリンを震わせたあとに、そのプリンを震えていないプリンにくっつけてみよう！やってみたかな？やれ！オラはやってないけど、きっと2つのプリンは最初に震わせたときのブルブルの半分くらいのブルブルで震えているはずだ！こんな感じで、物体がくっつくことによって分子の運動が周りに伝わって熱が移動する現象が熱伝導なんだ！ちなみにだけど、熱い金属を触ると、同じ温度のプラスチックや陶器より熱く感じるよな！これは、金属が、金属中を自由に飛び回っている電子を持っていて、その電子がオラたちの皮膚に高速で衝突するからなんだ！プラスチックや陶器も物質中に電子をもっているけど、金属が持っている電子のように自由に飛び回っているわけではない！だから衝突もしない！だから金属ほど熱が伝わりやすくないんだ！
熱がどのくらい移動するか、というのは、3つのそれぞれの伝わり方で伝わった熱の量の合計で決まる！熱が伝わるという現象が起こっていれば、ほぼ必ず、3つの熱の伝わり方の全てがはたらいていると思っていい！技術者が熱を使った機械を設計するとき、大事なのはどの熱の伝わり方で熱を伝えるのか、ということだ！例えば、主に熱伝導を使って熱を伝える調理器具としてはフライパンやホットプレートがあるし、調理方法としてはソテーや炒めものがある！暖房器具としてはカイロやあんか、湯たんぽなんかがあるな！
二つめ！熱伝達だ！対流熱伝達とか、単に対流って言うこともあるな！対流っていうのは、あの対流だ！味噌汁をほっとくと、ぐるぐる渦巻くよな！あれは、冷めて比較的低温になった味噌汁の表面付近の汁と、変わらず高温を保っている内側とで温度差が生じて、温度差が生じると密度差も生じるから起こるんだ！密度が違うということは重さが違うということ！冷たくて重くなった味噌汁の表面の液体は、味噌汁の中に沈んでいく！逆に熱くて軽い味噌汁内部の汁は表面に浮上するんだ！これが対流！対流によって熱を持った物質が物質ごと動くことで起こる熱の移動が熱伝達だ！味噌汁のように、外からエネルギーを与えなくても勝手に熱や物質が移動する現象を自然対流と言う！でも、自然対流があるなら人工対流だってあるはずだ！もっとも人工対流という言葉は存在しない。でも代わりに、人工的な対流のことを「強制対流」と言う！プロペラやポンプを使って生み出した流れを強制対流って言うんだ！パソコンなんかは強制対流で部品を冷やしているな！車もそうかもしれない！
自然対流と強制対流のことを合わせて「対流」と呼ぶ！対流は流れが発生する物体でしか起こらないから、起こるのは気体と液体だけだ！固体では起こらない！何？マントルは固体だけど対流してる？うるせえ！知らん！
対流を使って熱を伝える調理器具としては、蒸し器とかフィリップスのノンフライヤーなんかがあるな！調理法としては、蒸す、揚げる、煮る、茹でる、なんかがある！暖房器具だとファンヒーターやエアコンだな！
そういえば、君は、「サウナは気温が90℃もあるのに何故火傷しないんだろう」と思ったことがあるはずだ！火傷しないのは、流れていない空気があまり熱を伝えないからだ！気体は固体の1000倍も体積がある！固体と比べて気体はスカスカだからあまり熱を運ばないんだ！ところが、空気に流れをプラスすると、熱を伝える性質が一気にあがる！サウナで急に動いたり、急に息を吸ったりするとめちゃくちゃ熱いのはこのためだ！サウナで扇風機を使ってみるといい。すぐに火傷することだろう！水風呂だってそうだ！水風呂はじっとしていれば言うほど寒くない！ところが、じっとしている最中におっさんが入ってきて流れをかき乱すと、途端に超寒くなる！イエーイ！ヨッピー見てるか？
3つ目！熱輻射！ねつふくしゃと読む！これは熱が光線によって伝えられる現象だ！ここで言う光線というのは、目に見える光だけのことではない！目に見えない光、たとえば赤外線とか、マイクロ波のことも指す！これらの光線の正体は、光子という粒の移動だ！！光も電磁波も電波も赤外線も紫外線もガンマ線もマイクロ波もX線も、すべて光子という粒の移動に過ぎない！ただ光子が持っているエネルギー(波長とか周波数とも言う)が違うだけなんだ！とにかく、物体から光子が飛び出たり、飛び出た光子を物体が吸収したりすることで熱が移動する現象を熱輻射と言う！
温度を持った物体は必ず光子を放出して代わりに自分の温度を下げようとするんだ！おぼえておけ！溶けた金属が赤く光っているのを君はテレビで見たことがあるだろう！赤く光って見えなくても、温度を持った物体は、必ず何らかの光線、多くの場合は赤外線を放出して自分の温度を下げるということを行っているし、逆に他所から飛んできた光線を吸収して温度が上がるということもしている！こうして光子のぶつけ合いで熱が移動することを熱輻射と言う！
よくわからないだろうか？具体例をあげよう！太陽！あいつが出ているとめっちゃ暑い！じゃあなんで暑いんだろうか。太陽は遥か彼方にあるから、熱伝導で直接ブルブルと熱が伝わっているわけじゃなさそうだ！宇宙空間に空気はほぼ無いから、対流によって熱が伝わっているわけでもない！なのに地球は9月も半ばだというのに暑いし、日陰はそうでもないけど日向は特に暑い！この現象の原因は、太陽が出す光線にある！もっとも、光線といっても目に見える光は問題にならない！目に見える光よりもっとエネルギーが低い、赤外線と呼ばれる光線が原因のほとんどを占める！太陽はめちゃくちゃ赤外線を出しているし、ほぼ全ての物質は赤外線を吸収する！だから日向は熱いけど、光線がシャットアウトされている日陰に入った瞬間に涼しくなるんだ！
バーベキューの炭火や、魚を焼くグリルや、オーブンなんかが赤外線を使った調理器具だな！「遠赤外線で内側からふっくら焼きあがる」なんて話を聞いたことがあるだろう！確かに赤外線はある程度は物体を通り抜けるから、熱伝導や熱伝達を使った調理法よりは内側から加熱することができる！でも騙されてはいけない！赤外線は、物体の表面の1ミリほどで、ほぼすべてが吸収されてしまう！だから内側から加熱できるといってもせいぜい表面の1ミリくらいの話だ！その証拠に、太陽光線の熱さは、ちょっとした日傘でガードできるだろう！だから赤外線を使っても言うほど内側から加熱できるわけではないんだ！
熱を運ぶ光線は赤外線だけじゃない！身近なものだと、マイクロ波がある！マイクロ波は目に見える光よりエネルギーが低い赤外線よりさらにエネルギーが低い！これを応用したものに電子レンジがある！電子レンジのことを英語でmicrowaveって言うよな！大抵の物質はマイクロ波を吸収しないから、マイクロ波で温めることができない！でも、幸運なことに液体の水分子はマイクロ波で温めることができる！しかも、マイクロ波はなかなか吸収されないから、かなり内側まで浸透する！バーベキューで肉の表面を焦がしたことはあっても、電子レンジで食品の外側だけが焦げたことはきっと無いはずだ！レンジでパンを温めすぎるとかならず内側も焦げる！インチキな商品広告に書かれがちな遠赤外線の「内側から温める」と違って、マイクロ波は本当に内側から温めることができるんだ。もっとも、赤外線で焼いたほうが美味しいことも多いけどな！
暖房器具としては、ハロゲンヒーターや暖炉、こたつ、まあいろいろある！岩盤浴なんかは熱輻射を使って赤外線で体を温める方法だな！見てるかヨッピー！
以上が熱の伝わり方3つだ！熱伝導、熱伝達、熱輻射だ！名前なんてどうでもいいから、ブルブルのアレ、対流のアレ、光線のアレでおぼえてくれ！正直これは知ってるとめちゃくちゃ役に立つぞ！どうしようもなく暑いとき、寒いとき、美味しいものが食べたいとき、アツアツのものをアツアツのまま食べたいとき、アツアツのものを早く冷ましたいときサウナでキマりたいとき、悲しいとき、悲しいとき、必ず君のためになってくれる知識だ！
波動関数φという概念は、雑に言うと「ある位置xに粒子が存在する確率」を計算する式。
粒子の「運動」を「確率」で表す、「粒子と波動の二重性」の概念がまずややこしいですが、その辺はコペンハーゲン解釈とかでググってください。
この波動関数を計算するのが以下のシュレディンガー方程式。
Hφ=Eφ
これがシンプルな見た目に反して地獄のような式で、簡単な原子について計算するだけで物理系の大学生が持つあらゆる技術を駆使してちょっと足りないレベルの数学知識が必要になる。
頑張って解くと、φの答えがたくさん出てくる。それに対応するエネルギーEもそれぞれ計算できる。粒子はエネルギーが低くなる波動関数を優先して動いて、これが電子配置の概念とかに繋がる。エネルギーを与えて物質が何かしら変化することも説明できる。ここまでがシュレディンガー方程式の解説。
トンネル効果は粒子の動きは「確率」で表されるものなので、確率のゆらぎによって越えれないように見える壁を越えうるって話。
というわけで、ちゃんとやりたいなら大学レベル(以上？)の数学知識がいりますが、概念を理解することの方が大事だと思うのでまずは省略してもいいと思います。数学は地道に勉強するとして、新書とかでこんな感じの簡単な解説を色々読んでみるのはどうでしょうか。何やるにしても数学は後からついてくるスタイルでいいと思います。
お前が生まれる前は鉱物・生物だったわけだけどそのときは鶏に使われてた。
それが母親に鶏肉として食べられてお前という受精卵ができたからつまりお前は鶏の生まれ変わり。
鶏はブロイラーとして育てられて家畜としての一生を終えたのをお前は完全に忘れてるけど、
ゴキブリになったら毎日ゴキ仲間たちと餌をコソコソ隠れて走り回る毎日。
3mmの狭い隙間をヨイショヨイショとくぐって突破して人間様の抜け毛とかを食べに来るのが仕事。
お前が思い詰めて自殺した後は、そんな気ままなライフが待ってるんだわ。
自我と言える高尚な自我もなく本能的に動いて生きた結果、最後はホウ酸団子食ってひっくり返って死んで、巣の仲間に死骸を食われる予定なんだわ。
ところが生きてるうちに少しでも悟りに近づいて善行を積めば、なんと水族館で飼われるイルカになれるんだなこれが。
暑い日も好きにプールを泳いで、飼育係りの綺麗なおねーさんと芸をして人気者になり野生と違って快適な生活を送れるんだわ。
今の人生に絶望して終了させたからといって、次の来世でまともな生き物として使われるとは全く限らんから。
世の中の物質は消失したりしないし必ず熱量やエネルギーとして保存される。
目に見えない意識が観測できない粒子でできていても目に見えて触ることができる物質と基本的に振る舞いは同じで再利用されていくだけだから。
死ぬことで使っていた魂を作る物質がどうしてゴキブリに再利用されてしまうことを心配できないのか。
今より楽になるどころかアフリカの飢餓孤児になる可能性も十分ある。
シカや草食動物になって生きたままクマやライオンに食われる運命もあるかもな。
とにかく、明確な生まれ変わりの否定ができる材料が見つかるまでは迂闊なことすんな。
蓋のある密閉状態の箱を用意し、この中に1匹の猫を入れる。箱の中には他に、少量の放射性物質と、ガイガーカウンター、それに反応する青酸ガスの発生装置がある。放射性物質は1時間の内に原子崩壊する可能性が50％であり、もしも崩壊した場合は青酸ガスが発生して猫は死ぬ。逆に原子崩壊しなければ毒ガスは発生せず、猫が死ぬことはない。1時間後、果たして箱の中の猫は生きているか死んでいるか。
蓋のある密閉状態の箱を用意し、この中に1匹の猫を入れる。箱の中には他に、少量の放射性物質と、ガイガーカウンター、それに反応するCIAOちゅーるの開封装置がある。放射性物質は1時間の内に原子崩壊する可能性が50％であり、もしも崩壊した場合はCIAOちゅーるが開封されて猫が食べる。逆に原子崩壊しなければCIAOちゅーるが開封されず、猫が食べることはない。1時間後、果たして箱の中の猫はCIAOちゅーるに満足しているか空腹で不満にしているか。
https://chizai-watch.com/p/stat
リンクをたどって詳細を見る。
https://chizai-watch.com/p/2019080395
いわく
見える物質(原子)の質量と見えない物質(ダークマター)の質量。見える物質(原子)の原子数と、見えない物質(ダークマター)の数
要約
【課題】質量は質量エネルギーにより異なる。見える物質(星)の1原子の質量とダークマターの(陽子のラブ+電子のラブ)1個の質量はいくらか。見える物質の原子数とダークマターの(陽子のラブ+電子のラブ)の数の比はいくらか。
陽子のラブ ？
電子のラブ ？
原子は物質の最小単位とされてきた。今ではそれも、中性子と陽子、そしてそのまわりを回る電子によって構成されているということが分かってきた。
一方でそれら素粒子もさらに分解でき、それは別の宇宙になっているという説がある。これを仮に宇宙原子説と呼ぼう。これは科学的な予想というより、こうなってたら面白いと言うレベルのもののようだ。火の鳥やメンインブラック、シンプソンズなど様々に描写され、もはや使い古された考えだ。
しかし、この説は現代の原子物理学者にはどう見えているだろう？ただの空想だろうか？議論の余地はあるだろうか？
この宇宙が外宇宙の原子を構成している一粒子に過ぎないかも知れないというのは議論の余地はあると思う。宇宙の端ですらまだ観測できていないのだから。ただ、原子の中が宇宙であるというのは、いわばその宇宙の外にいる我々には正しいかどうか分かるもんではないだろうか。
俺は読めないけど。
還元主義的階層論は次のような仮定に基づいている。全体の性質は部分の性質に還元できる。すなわち部分と部分がいかなる関係をもつかは部分自身の性質により決定される。これに対し全体主義的階層論は、部分と部分の関係性は他に還元することができず、関係性自体を実在と看做さなければならないと考える。さて、構造主義的階層論は、構造は下位の構造に還元できないと考える点で、明らかに全体論に近い。しかし全体論が成り立つのは同一構造の内部に限られると考える。ここに全体主義的階層論と構造主義的階層論の決定的な違いが顕わになる。前者はこの世界のすべての部分-全体関係はそれ自体が一つの構造であると暗黙理に前提する。すると宇宙全体を最大の全体、最小の粒子（いまのところクォークやレプトンのようなもの）も最小の部分とする、全体-部分の構造階層系列に、この世界はすべて包摂されてしまう。素粒子から始まって原子、分子、高分子、細胞内小器官、細胞、組織、器官、個体、個体群、群衆、生態系、地球、太陽系、銀河系、宇宙と連なる壮大な形態的部分-全体系のどの一つをとってみても、部分と部分の関係性自体は、部分の性質に還元できない何らかの実在と看做される。これに対して構造主義的階層論は、全体主義的階層論あるいは還元主義的階層論によってア・プリオリに措定された、形態的部分-全体系列の連続性の仮説を放棄して、水平面には構造の相違による、垂直面には構造列の相違による不連続面を構想する。たとえば構造主義生物学は、生物を形成する空間には無生物からなる空間とは異なる生物固有の上位構造が具現していると考える。したがって単一の細胞や単一の個体が同一の構造（列）下に包摂され、この空間の内部に関する限り全体論的な部分-全体関係が成立することを擁護する。
小説家になろうで先日から投稿が開始された「懲役九千兆年ウンタラカンタラ」という作品のことを二日間、ずっと考えている。
九千件の殺人を犯したサムライが投獄され、九千兆年の刑期を勤め上げ、世に放たれるところから物語は始まるらしい。
作者は、文明が何度も滅んで……と説明しているのだけど、そういう問題なのだろうか。
正直に言えば、九千兆年のタイムスケールから見れば最長の寿命を持つ恒星だって花火よりも儚かろう。
にも拘わらず『世に放つ』。その『世』とはどこじゃいとも思う。
足場にしている惑星だって当然、開幕ヨーイドンでチリになっているよと。
でも、そんなことさえ実は些細な問題であって、最大の問題は『九千兆年という時間が果たして経過するか』ということだ。
人類が発生して、おそらく滅ぶまでの間には時間が流れ続けるだろうし、だからあまり気にする人もいないだろうけど、時間の経過は必ずしも一定ではないのだ。
九千兆年は長い。おそらく惑星が、恒星がという話ではなくて、星系がという話でもない。
宇宙は常に冷え続けており、最後には空疎な空間のみになることが予想されている。だからこそ「まどかマギカ」のキューベエは物理とは別の、感情という膨大なエネルギーをくみ出し、空間に還元することで宇宙の熱量的死を避けようと頑張っていたわけだ。
まあ、しかしそんなのは空しい話で、多少延命しようが死は必ず訪れるのである。
そうして、宇宙は膨張し尽くし、内包するエネルギーは尽き、もはやすべての物質が物質としての形態を保てなくなって漂う。原子とかそんな贅沢な話でもない。もっと微小なチリだ。それが九千兆年よりもずっと手前に起こると思われる現象だ。
最大の問題は、そうなった終焉から時間が経過するものか、ということだ。
誰もそれを観測した者はいないので、憶測だがその時点で宇宙の時間は止まってしまうことも十分に考えられる。
もちろん、新しい宇宙開闢が始まる可能性もないことはないだろう。その際、現在の宇宙は消し飛んでしまい、時間どころか無に帰すのだろう。
そうして、作者はこれらの疑問に対して、文中で納得がいくように説明をされるとのことだ。
もちろん、フィクションであるので文章力次第ではむしろ読者を深い沼の底に引き入れるきっかけになることもある。
とんでもない知識かセンス。あるいはその両方が必要な説得力を俊英は振るわれるのだろうから、こちらとしては座して待ちたいと思う。
