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はてなキーワード: 原子とは

2023-09-19

anond:20230919112540

なんか色々ごっちゃになってるね。

化学的には物質って電子1個の増減で振る舞いが全然変わるので、

ナトリウム塩素イオンと単体はまるで別物で、イオンが単体になったり、単体がイオンになったりするには、けっこうなエネルギー化学反応する相手必要になる。

水気がない時の固体の塩はNa+とCl-が交互に並んで引き付け合うような形になってるが、水に溶けると(水和すると)バラバラ

ところでNaClっていうのはそもそも塩として袋に入ってる状態でも分子ではない。

電子大好きなCl電子を1個拾ってCl-になってて電子大嫌いなNa電子を1個捨ててNa+になってるから電気的に引き付け合う力で結晶になってるだけで、

どこからどこまで分子という明確な区切りがあるわけじゃない。だから1:1の割合ですよって意味組成式と呼ぶ。分子式と呼ばない。

H2O共有結合と呼ばれる状態でこれは分子。液体中でも分子の形だが、電気陰性度の差によってHは+っぽくOは-っぽく分極してる極性分子なので、Na+が-っぽいOの部分に囲まれCl-が+っぽいHの部分に囲まれる。これが溶けるメカニズム

基本的に極性は似た者同士が溶けるから、極性がほとんどない油は水に溶けない。何なら水分子自分たち自身の分極があるから、水分子同士ゆるやかに引き付け合ってるので無極分子が入る隙がない。

食塩水の中でNa+Cl-がナトリウム塩素としてそれぞれの働きを行わないのは、

そもそもNa単体とNa+が似て非なるものから

Na単体は金属ナトリウムと呼ばれるが、空気中で放っておくと勝手酸素と反応してしまうから灯油の中で保存するし、

水に投げ込んだらものすごい勢いで反応する。https://www.youtube.com/watch?v=SpoAOzDmndk


原子はとにかく最外殻電子を8個に揃えたがるのでナトリウムのような最外殻電子が1個になってる金属単体はすぐに電子を投げ捨てようとする。つまり反応性が高い。

でも投げ捨てた後のNa+は希望通りに最外殻電子が8個なったので大人しい。元素の中でもトップクラス電子を投げ捨てたがるやつなので、普通にしてる限りはNa+からNaに戻ろうとすることはない。

NaClを超高温にしてドロドロに溶かした状態電気分解したりしないと金ナトリウムには戻らない。

不安定で反応しやす状態っていうのはその物質自体が持ってるエネルギーが大きい状態で、安定した状態エネルギーが低い状態なので、

不安定→安定になった反応を逆戻ししようとすると高いエネルギー(超高温とか)と電子を送ってくれる何か(電気分解の場合陰極電子を送り込んでくれる)が必要になるので、普通に水の中で煮てる程度じゃどうにもならん。

塩素も第17族のハロゲンと呼ばれる原子で「あと電子が1個あれば最外殻電子が8個で安定なのに……」と欲求不満なので、すぐに電子をどこかから奪ってCl-になろうとする。

Cl-をCl2に変えるのはNaほど大変じゃないけど、塩水を煮てる程度じゃ変わらん。

もちろん塩水をずっと煮続けたら塩の結晶が手に入るが、これは化学反応ではなく、沸点が100℃の水だけ蒸発して、溶ける先がなくなって沸点がずっと高い固体の塩だけ残ったってこと。



食塩水から電気分解で塩素を取り出してるのは気体の塩素ガス(Cl2)でこれは毒性がある(塩素漂白剤を混ぜるな危険と言われる理由も、塩素ガスを発生させる反応があるから

しかし塩水に溶けてる塩化物イオンCl-は安定で特に害はない。ハロゲン電子があと1個あれば最外殻に電子が8個入って安定するのに……と元々電子をとても欲しがっているから陰イオン状態が一番安定してる。



塩化物イオンはたしかに銀や鉛などの金属イオンにくっついて沈殿を作ったりする。

から塩酸は謎の液体Xに溶けてるもの判別する工程に使える

2023-09-16

エントロピーとは何か

エントロピー」という概念がよくわかりません。 - Mond

https://mond.how/ja/topics/25cvmio3xol00zd/t242v2yde410hdy

https://b.hatena.ne.jp/entry/s/mond.how/ja/topics/25cvmio3xol00zd/t242v2yde410hdy


エントロピー」は名前自体比較的よく知られているものの、「何を意味しているのか今一つ分からない」という人の多い概念である。その理由の一つは、きちんと理解するためには一定レベル数学概念特に微積分と対数)の理解必要とされるからであろう。これらを避けて説明しようとしても、「結局何を言いたいのかすっきりしない」という印象になってしまやすい。

エントロピー」を理解し難いものにしているもう一つの理由は、「エントロピー」という概念が生まれ歴史的経緯だと思われる。

エントロピー提唱された時代は、物質構成する「原子」や「分子」の存在がまだ十分に立証されておらず、それらの存在を疑う物理学者も少なくなかった。エントロピー提唱クラウジウスは、「原子分子存在を前提しなくても支障がないように」熱力学理論を構築し、現象の可逆性と不可逆性の考察からエントロピー」という量を発見し、非常に巧妙な手法定義づけたのである

その手法は実にエレガントで、筆者はクラウジウスの天才性を感じずにはいられない。だが、その反面、熱力学における「エントロピー概念簡単イメージしづらい、初学者には敷居の高いものとなってしまったのだ。

その後、ボルマン分子存在を前提とした(よりイメージやすい)形で「エントロピー」を表現し直したのだが、分子存在を認めない物理学者達との間で論争となった。その論争は、アインシュタインブラウン運動理論確立して、分子実在が立証されるまで続いたのである





現代では、原子分子存在を疑う人はまず居ないため、ボルマンによる表現を心置きなく「エントロピー定義」として採用することができる。それは次のようなものである

「ある巨視的状態を実現しうる、微視的状態パターンの多さ」



例えば、容積が変わらない箱に入れられた、何らかの物質を考えて欲しい。

箱の中の物質の「体積」や「圧力」「物質量」などは具体的に測定することができる。また、箱の中の物質の「全エネルギー」は測定は難しいが、ある決まった値をとっているものと考えることができる。

これらの量を「巨視的状態量」または単に「状態量」と呼ぶ。


ここに、全く同じ箱をもう一つ用意し、全く同じ物質を同じ量入れて、圧力や全エネルギーも等しい状態にするとしよう。このとき、二つの箱の「巨視的状態」は同じであるでは、内部の状態は「完全に」同じだろうか?

そうではあるまい。箱の中の物質構成分子の、それぞれの位置運動状態は完全に同じにはならない。これらの「分子状態」は刻一刻と変化し、膨大なパターンをとりうるだろう。

このような分子レベル位置運動状態のことを「微視的状態と呼ぶ。


「微視的状態」のパターンの個数(場合の数)はあまりに多いので、普通に数えたのでは数値として表現するのも難しい。そこで「対数」を用いる。


例えば、巨視的状態Aがとりうる微視的状態の数を1000通り、巨視的状態Bがとりうる微視的状態の数を10000通りとする。このとき、Aの「パターンの多さ」を3、Bの「パターンの多さ」を4、というように、桁数をとったものを考えるのである

この考え方には、単に「とてつもなく大きな数を表現するための便宜的手法」という以上の意味がある。

先の例では、AとBを合わせた微視的状態の数は1000×10000=10000000通りであるが、「パターンの多さ」は7となり、両者それぞれの「パターンの多さ」の和になるのである


この「パターンの多さ」がすなわち「エントロピー」Sである

「微視的状態パターンの個数」をΩ通りとしたときエントロピーSは次のように表現できる。

S = k*logΩ

(ただし、kはボルマン定数と呼ばれる定数であり、対数logは常用対数ではなく自然対数を用いる。)

この「エントロピー」は、同じ巨視的状態に対して同じ数値をとるものであるから、「体積」や「圧力」などと同じく「状態量」の一つである





このような「目に見えない状態量」を考えることに、どのような意味があるのだろうか?

その疑問に答えるには、エントロピーエネルギー関係について考える必要がある。


再び箱に入った物質を考えよう。この箱に熱を加え、箱内の物質エネルギーを増加させると、エントロピーはどうなるだろうか?

まず、総エネルギーが増加することにより、各分子に対する「エネルギーの分配パターン」が増える。さらに、個々の分子の平均エネルギーが増えた分、可能運動パターンも増える。このため、エネルギーが増えるとエントロピーは増加すると考えていいだろう。

では、エントロピーの「上がり方」はどうか?

エントロピーは微視的状態パターンの「桁数」(対数をとった値)であるからエネルギー継続的に与え続けた場合エントロピーの増加の仕方はだんだん緩やかになっていくだろうと考えられる。


ここで、多くのエネルギーを与えた「熱い物質A」の入った箱と、少量のエネルギーしか与えていない「冷たい物質B」の入った箱を用意しよう。箱同士を接触させることで熱のやりとりが可能であるものとする。

物質Aには、熱を与えてもエントロピーがさほど増加しない(同様に、熱を奪ってもエントロピーがさほど減少しない)。言いかえると、エントロピー一定量増加させるのに多くのエネルギーを要する

物質Bは、熱を与えるとエントロピーが大きく増加する(同様に、熱を奪うとエントロピーが大きく減少する)。つまりエントロピー一定量増加させるのに必要エネルギーが少ない


箱を接触させたとき、AからBに熱が流入したとしよう。Aのエントロピーは下がり、Bのエントロピーは上がるが、「Aのエントロピー減少分」より「Bのエントロピー増加分」の方が多くなるので、全体のエントロピーは増加するだろう。

もし、逆にBからAに熱が流入したとするとどうか? Aのエントロピーは上がり、Bのエントロピーは下がるが、「Aのエントロピー増加分」より「Bのエントロピー減少分」の方が多いので、全体のエントロピーは減少することになる。


エントロピーが多いとは、微視的状態パターンが多いということである。従って、「AからBに熱が流入した」状態パターンと、「BからAに熱が流入した」状態パターンとでは、前者のパターンの方が圧倒的に多いエントロピーは微視的状態パターン数の対数なので、エントロピーの数値のわずかな差でも、微視的状態パターン数の違いは何十桁・何百桁にもなる)。これは、前者の方が「起こる確率が圧倒的に高い」ということを意味している。

これが、「熱は熱い物体から冷たい物体に移動する」という現象の、分子論的な理解である

冷たい物体から熱い物体へ熱が移動する確率は0ではないが、無視できるほど小さいのである


物体が「熱い」ほど、先程のエントロピー一定量増加させるのに必要エネルギーが多いといえる。そこで、この量を「絶対温度」Tとして定義する。

T = ⊿E/⊿S (体積・物質一定の条件で)

エントロピー定義ときに出て来た「ボルマン定数」kは、このTの温度目盛が、我々が普段使っているセルシウス温度(℃)の目盛と一致するように定められている。



さて、ここで用いたエントロピーが減少するような変化は、そうなる確率が非常に低いので現実的にはほぼ起こらない」という論法は、2物体間の熱のやりとりだけでなく、自然界のあらゆる現象適用することができる。

すなわち、「自然な(自発的な)変化ではエントロピーは常に増加する」と言うことができる。これが「エントロピー増大の法則である


ただし、外部との熱のやりとりがある場合は、そこまで含めて考える必要がある。

例えば、冷蔵庫プリンを入れておくと、プリン温度は「自然に」下がってエントロピーは減少する。

しかし、冷蔵庫が内部の熱を外部に排出し、さら冷蔵庫自身電気エネルギーを熱に変えながら動いているため、冷蔵庫の外の空気エントロピーは内部の減少分以上に増加しており、そこまで含めた全体のエントロピーは増加しているのである





最初に、「エントロピー理解には微積分と対数理解必要であると述べたが、なるべくそうした数学概念に馴染みがなくても読み進められるようにエントロピーの初歩的な話をまとめてみた。如何だったであろうか。

筆者は熱力学統計力学専門家でもなんでもないので、間違ったことを書いている可能性もある。誤りがあればご指摘いただけると幸いである。


クラウジウスによる「原子分子存在を前提としない」エントロピー定義については、筆者よりはるかに優秀な多くの方が解説記事を書かれているが、中でも「EMANの熱力学https://eman-physics.net/thermo/contents.html個人的にはおすすめである。興味ある方はご参照いただきたい。

続き

エンタルピーエントロピー関係について

https://anond.hatelabo.jp/20230917090022

2023-09-09

原子って美味しいのかな?りんご味?

できれば団子みたいに串を刺して食べたいんだが

誰か作ってくれないか

2023-09-05

その言説の妥当性くらいは判断できるようになってよ、、、

生物濃縮はトリチウムでは起こらないよ。摂ったものの一部が何らかの理由で体の中に留め置かれ、出ていく量が摂ったより少なくなることで初めて濃縮が起きる。そしてそれが食物連鎖の中で繰り返された場合、大型の捕食者には高濃度物質が蓄積されていることになる。だけどこれはたとえば水銀脂肪によって体の中に留め置かれるようなケースでしか発生しない。トリチウムのように体がそれを選んで蓄積する能力を持っていないもの生物濃縮なんて出来ないわけだ。こんなの高校生物物理化学範囲で分かる話でしょう。

しかも、トリチウム以外は検査していないなんていうのは単純にウソで、トリチウム以外のもの検査していることはちゃん報道されている。トリチウム以外はまとめてやっていて個別原子ごとではないから、たとえばストロンチウム検査はしていないが、ストロンチウムを含むトリチウム以外の多々の物質を全部合わせてチェックし合計で問題ないことをチェックしているわけだ。

さらに言えば、薄めても総量が変わらないというのも、それが総量が変わらなければ危険性が変わらないという話なら大きな誤り。弱いβ線しか出せないトリチウム場合、そのトリチウムからミリ離れるだけで一切影響が無くなるわけだが、薄めれば、崩壊してβ線を出すタイミングで人体の皮膚や内蔵の数ミリ範囲の間にくるトリチウムの量が減る。普通の水分子が防御壁になる確率高まるわけだ。そして何より、30年間での総量というのは、一年間に自然に発生するトリチウムの量と比べても僅かでしかない。放出が実際には100年200年続いても総量は僅かな上に、崩壊によって無くなっていくので総量を考えること自体が頓珍漢なこととなる。たとえ放出永遠にやめられなくてさえ、無限に海中のトリチウム量が増えるわけでなく、新規放出によるもの崩壊によって無くなっていくものが均衡してそれ以上は増えない状態が続く。そしてその時の量も僅かだ。仮にその程度で何らかの健康被害が発生するのであれば、かつて核実験等によってトリチウムが身近にずっと多くあった時代健康被害確認されていただろう。

anond:20230904160511

2023-09-04

イッヒリーベディッヒ現象とは、有機化合物と無機化合物の接合面における

イッヒリーベディッヒ現象とは、有機化合物と無機化合物の接合面における、金属元素の短い結合の距離芳香炭素上の水素窒素間の結合より遠いときに、金属結合が「イオン結合より短い原子」を持つ現象である特にカルボキシ基(3価)が芳香炭素と親密な位置存在する有機無機化合物において顕著にあらわれる。こうした有機無機化合物における金属原子位置は多くの場合芳香炭素上の自由電子運動してできた親電子によって固定されているので正確な計量が困難である

Anond AI作成

2023-09-03

バスケ熱狂今日にも終わる

バスケットボールW杯日本五輪出場権を得た。

まあそれは良いニュースだ。

しかし、それをもって地元Bリーグ、それも2部のチームが必死営業に繋げようとしている姿を見ると痛々しい。

世界選手権日本が健闘しても、その熱狂は長く続かない。それどころか打ち上げ花火のように一瞬で散っていく。

2019年ラグビーはどうだった?

昨年のサッカーなんてドイツスペインも倒した。

優勝した野球WBCなんて今年の春の出来事だ。

これらの競技について競技人口プロリーグの観客が大幅に増えたか

WBCって今年だったっけ?ぐらいにすっかり忘れているんじゃないのか?

バスケW杯も冷静に考えれば優勝どころか決勝リーグにも進めていない。

来年五輪でも惨敗して予選落ちは確実だろう。

そんなのでは昨晩の熱狂は一瞬で終わる。

今日にも既に終わっている。

残念ながら先の地方球団には恩恵は期待できないだろう。

しろ今更感すら漂ってしまうかもしれない。

本当はこんな一瞬で塵芥も原子に帰するほどに完全燃焼するような扱いにせずに、1年ぐらいかけて機運を盛り上げるようにすれば長持ちするのね。

刹那我が国日本にはそんな余裕もなくなってしまったのだろう。

2023-08-28

世の中には「ゲイ」と「ガバケツ野郎」という二つの表現が完全に同じ意味で、相互に置換可能だと考えている人もいる。

そのような人は、「あなたゲイですか?」という問いを「あなたガバケツ野郎ですか?」と置き換えても意味は変化しないと考えている。


命題論理式が一致する場合、それは同じ意味だと主張する人もいる。

「あの人は女性で、有能だ」と「あの人は女性なのに、有能だ」という二つの文は、それぞれ、

『「あの人は女性だ」、かつ、「あの人は有能だ」』という、まったく同じ原子命題の連言へと分析できる。

したがって、同じ論理意味を持つから、二つの表現は完全に同じ意味で、相互に置換可能だと判断する。そんな人もいる。

2023-08-25

anond:20230825075752

同位体わずかな重さの違いが原因で、生体内のトリチウムの濃度が組織によって変わることは知られている。

水を分解する酵素にとっては、原子の重さの影響はけっこうあるからね。

2023-08-23

日本研究は広く浅くやるべきなのか

判断材料をChat GPT先生に教えてもらいました。

関連ブクマhttps://b.hatena.ne.jp/entry/s/mainichi.jp/articles/20230822/k00/00m/040/214000c

アメリカ日本で盛んな分野のトップ5は?

アメリカ日本大学における理系研究で、盛んな分野のトップ5をそれぞれ箇条書きにしてお答えします。

アメリカ大学で盛んな理系研究分野は以下の通りです。


日本大学で盛んな理系研究分野は以下の通りです。




アメリカ日本理系大学研究成果が経済に結びつきやすいのはどちら? その理由は?

一般的に言えば、アメリカの方が日本よりも大学研究経済に与える貢献度は高いと考えられます。その理由として、以下の点が挙げられます

アメリカでは、大学研究成果を産業界に移転する仕組みが整っており、特にベンチャー企業の創出や成長につながっています。例えば、スタンフォード大学マサチューセッツ工科大学MIT)などは、シリコンバレーボストンエリアといったイノベーションの中心地に位置し、多くのハイテク企業スタートアップ企業連携しています。また、大学発ベンチャーの成功事例としては、グーグルフェイスブックなどが有名です。

日本では、大学研究成果を産業界に移転する仕組みが十分ではなく、特にベンチャー企業の創出や成長につながっていません。例えば、日本大学発ベンチャーは、アメリカ欧州と比べて少なく、また規模も小さいです。その原因としては、日本大学知的財産管理ライセンス交渉能力が低いことや、日本産業界が新技術や新製品に対する需要が低いことなどが挙げられます

以上のことからアメリカでは大学研究経済に与える貢献度は高く、日本では低いと言えるでしょう。もちろん、これはあくま一般的な傾向であり、日本でも優れた大学発ベンチャーは存在しますし、アメリカでも大学研究経済に貢献しない場合もありますしかし、日本アメリカから学ぶべき点が多いと思います


日本アメリカにおいて、お金になりやす研究分野をそれぞれ挙げてください。

アメリカ日本において、お金を生みやす研究の分野は、それぞれ異なる傾向があります

一般的に、アメリカでは、医学生命科学コンピュータ情報科学工学などの分野研究開発費の多くを占めており、高い経済効果や社会的影響力を持っています1。

日本では、自動車ロボットなどの製造業に関連する分野研究開発費の大部分を占めており、国際競争力を高めていますしかし、日本研究開発費は、GDP比で3.3%と先進国の中で低い水準にとどまっており、基礎研究や新領域研究に対する投資が不足しているという課題があります。そのため、日本では、エネルギー環境生命科学医療人工知能ビッグデータなどの分野において、イノベーションを生み出すための研究開発費の拡充が必要とされています

2023-08-01

プログラマー言葉化学的に言い換えるなら

データ構造

結晶構造みたいなものリスト構造とか種類があるが、元素のように新規人類新規発見するのは困難になりつつある。

アルゴリズム

たとえば黒鉛炭素同位体であるダイヤモンドに変換できる可能性があるが、その変更プロセス多種多様であるコストエネルギー効率のためにベスト方法をチョイスされるように、計算量という律速段階のようなもの比較される。

ビットバイト

1mol が 6.0e23 個の原子と同じように、1バイトは8ビットであるバイトにするメリットは、英語圏だと 1バイトも有れば日常で使う文字コンプリートできるのだ。

理想気体実在気体】

計算機で使われる浮動小数点数は実は実数ではない。たとえば、0.4f - 0.3f は 0.1f でない。ただし、0.5f - 0.25f は 0.25f である

オブジェクト指向

アボガドロ分子論みたいなもの最初キモがられた。

ファンクショナルプログラミング

フッ素分子F2)を作ろうとした努力プログラミングでもやろうとしたもの

アスペクト指向

ポインターインターセプトするための道具。電気泳動するためのツール

オライリー

出版社シュプリンガーみたいな?

インフルエンサー

錬金術師(対価はカモの財布)

JAVA

ティーでなく、コーヒー

Ruby

Al2O3。

Perl

Pearl でない。

2023-05-26

anond:20230520194948

むちゃくちゃ稀な現象、一回しか起きない現象は「科学」にはなりにくい

歴史は繰り返す、と言うけど中華王朝の興亡にしろバブル経済の生成と崩壊など、似たような現象は人が知る限り数回数十回しか起きない訳で、毎秒何百回も同じように起きている現象を扱う物理化学とは、共通因果関係レベル全然違う

人間が水面の上を二本足で歩くと奇跡だけど、蛇が水面の上を蛇行して泳いでも奇跡じゃない

熱力学ほとんど新しい大発見がないのは、分子原子など、ものすごく多くのアクターが関与することで、反復回数が生物学歴史社会学婚活体験談と桁違いに多いからだと思っている

2023-05-05

バーベキューで余った炭を燃やし尽くす愚か者どもへ

余った炭は埋めろ。

燃やし尽くすな。

わざわざ大気中のCO2植物固定化してできた木材を、これまたエネルギーをかけて(加熱により炭化させて)微生物に分解されない炭にしたのに、必要もないのに燃やして熱を発生させて(温暖化寄与して)CO2をも発生させる(さら温暖化寄与する)なんて愚かすぎるだろ。

「炭は自然に還らないから燃やす」だと?

還すな!

地球誕生したばかりの頃は大気ほとんどが二酸化炭素だったけど、その頃にまで還したいのか?

原初地球には大気中の酸素石炭資源もなかったけれども、何億年もの悠久の時を隔てて、二酸化炭素として存在する大気中の炭素原子植物固定化したことにより、酸素豊富大気石炭資源に満ちあふれた今現在地球があるんだぞ。

炭を燃やし尽くした未来にあるのは、大気中の酸素消失とそれによる全ての動物死滅により、本当に原初地球へと還っていくことだ。

一方で余った炭を埋めることは、大気中の酸素の低減を防ぐだけでなく、将来にわたって資源を温存することにつながる。

たとえ人類が滅びてしまったとしても、その後に誕生する知的生命体が用いる資源として残るのだ。

からバーベキューで炭が余ったとしても絶対に燃やし尽くすんじゃないぞ。

火が必要なくなったら、すぐに消せ。

そして炭を残せ。

燃やし尽くせば一見して何もなくなって綺麗に見えるけど、二酸化炭素として地球全体にバラまかれるだけだ。

キャンプ管理者利用者は見た目だけを気にして炭を燃やし尽くすように主張しているけど、何億年・何十億年という長いスパンで考えたら炭は残した方がいいに決まってる。

キャンプ関係者が唱えているマナー常識鵜呑みにするなよ。

2023-04-16

anond:20230416223222

水素原子が二人でバーに入っていった。やがて片方が突然…

2023-04-15

高校物理素人電波のことを今更勉強したのでメモ

本業ネットワーク屋なんだけど、無線LAN周りのトラブルで「いや~電波ってそういうものなんでこの環境じゃあムリっすよ」「そういうものって??」みたいなやり取りが客とあってそもそも電波ってなんなんだ?」と思ったのでぐぐって調べた。高校では物理取ってたはずなのに欠片も記憶にないので深い睡眠学習をしていたのだと思う。

電波とは何か

法律的な答え

電波法では「3THz以下の周波数電磁波」を「電波」と呼ぶ。間違っても「電磁波」の略では無いし、電磁波の中の一部を電波と呼んでいるだけ。

電磁気学的な答え

導体を電流流れると磁界が生じる(右ねじ法則)→電流の向きが変わると磁界の強さが変わり電界が生じる→電界の強さが変わると磁界が生じる→…の繰り返しで空間媒体にして飛んでいくもの電磁波。ただし電界と磁界がリングのように繋がっていく絵(が高校物理教科書に載っているらしいが全く記憶に無い)は厳密には間違い。電界と磁界は直交して発生し位相が一致するため。

電界電場

electric field訳語なので同じ。慣習的に工学系は電界大学理学系では電場

どうやってアンテナ電波を出して受信しているのか

アンテナ原理

コンデンサの応用。コンデンサの電極を棒状にしたイメージ(=ダイポールアンテナ)。アンテナ交流を掛けると電極間で電荷が流れ(ていないが後述の通り流れていると見做す)、電界が生じる→磁界が生じる→電界が生じるのループによって電磁波空間を伝っていくのが電波送信電荷が行ったり来たりする速さが周波数流れる電荷量(電流の大きさ)が生じる電界の強さになる。

逆に、磁界がアンテナに当たりアンテナ周辺の磁界が変化すると電流流れる(ファラデーの電磁誘導法則)ので、それを良い感じに拾い上げるのが受信…なのだと思うが正直この辺は欲しい情報が探せず自信なし。

マクスウェル方程式理解できると完全に理解できるらしい。

コンデンサ

絶縁体を電極で挟んだもの。絶縁体なので電荷を通さず蓄えることができる。ただし交流場合電荷流れる向きが変わるので見た目上電荷流れると言える(らしい)。

電荷

電気」のミクロ表現原子の周りを回っている電子が飛び出すと正電荷、飛び込まれた方の原子負電荷で異なる電荷同士は反発し合い同じ電荷同士は引き合う(静電気力)。

この静電気力が働く場を「電界」と呼び、電荷から延びる静電気力の働く方向を線にしたのが電気力線。

電荷の移動で磁界に磁力線が生じ、正電荷負電荷の間で電界電気力線が生じる。

電波送信電界と磁界が生じていくという説明電気力線と磁力線が生じていくとも言える。磁力線は磁石のNからSへ延びる線。

その他のよくわからん用語たち

空中線電力

送信機のアンテナ端子に電力計を繋いで測った電力。送信電力とほぼイコールだが、厳密にはアンテナまでのケーブル減衰を差し引いてアンテナに掛かる電力。よって「送信電力-ケーブル減衰」が空中線電力。

空中線電力へアンテナ利得を加算するとEIRP。

アンテナ利得

指向性アンテナによって見かけ上、エネルギーをマシマシにしてくれることをアンテナの利得と呼ぶ。アンテナに増幅作用はないので送信電力が増える訳では無い。

裸電球に笠を被せて開いてる方向だけより明るくするイメージ

等方性アンテナ指向性を持たず全方向へ等しい強度で放射される仮想的なアンテナ)と同エネルギーアンテナ利得を基準(0dB)とする利得を絶対利得と呼び 0 dBi とする。あまりよくわかってない。

EIRP

等価等方放射電力。アンテナからある方向へ放射されるエネルギーを等方性アンテナによる送信電力としたもの

アンテナ利得 20dBi のある指向性アンテナ送信出力 30dBm(1W) を掛けると送信出力 30dBm + アンテナ利得 20dBi = EIRP 50dBm (=100W) 。これは等方性アンテナ(アンテナ利得 0dBi)に送信出力 50dBm (100W)を掛けたといういう意味になる。

dBm

1mW = 0dBm として、1mWより大きいか小さいか対数表現した絶対値の単位

電波世界ではめっちゃ小さい桁数の数字数字になるので、常用対数を用いることで使いやす数字にする。

対数なので 3dBm の増減は2倍または0.5倍、10dBmの増減は10倍または0.1倍。

3dBm10dBmだけ覚えておくと

・23dBm = 10dBm + 10dBm + 3dBm = 10mW x 10mW x 2mW = 200mW

・-60dBm = -10dBm + -10dBm + -10dBm + -10dBm + -10dBm + -10dBm = -0.1mW ^6 = 0.000001mW

といった計算が出来る。


今の時代めっちゃ凄くね?

何処まで正しいのか全くわからんが、知識皆無からぐぐって読み比べたらなんとなーくわかったような気がする段階まで持って行くことができるのは単純に凄くねと思った。

便利な時代になったんだなあ。

2023-04-09

マーフィーの法則というものを知っているだろうか?簡単説明すると、ある心理学者の「この世に存在しない99の素粒子の話」という論文が有名だ。つまり、この世の中には存在しない物質が99個もそろっているというものである。なぜっていうと、もしもこの物質名前を、ある法則説明することができるとしたら......そんなものは、99個も存在しないかである原子には電子しか存在しない、なんていうのも、理化学研究所が認めたほど簡単説明がつくものである。ある原子存在する場合には、電子を1個含む必要があるため、2個

Anond AI作成

2023-03-18

半導体コストダウン限界に近くなってきてからAIいくらでも計算能力必要ってなったの辛い

プロセスは大量の資本マンパワーでなんとか維持しているが、製品価格への価格転換がひどい。

そもそも、もう原子数個となっている。

パフォーマンスも、微細化してるのにチップを大きくする方向でなんとかしのいでいる。

CPUなんてもう銀の弾丸なんぞなく、細かいチューニングと微細化による周波数向上くらいだ。

AMDキャッシュ積層しても熱問題がやっぱりあり、コストかかってるわりに、パフォーマンスの上昇が微妙だ。


で、ここに来てAIだ。

スマホなどのエッジ向けにとかいってるが、全然足りてない。

メモリも足りてない。



AI社会的インパクトが大きくなって需要が増えたが、半導体製造側へのAI活用が出来てない。

もちろんAI活用しようと設計ソフトベンダーのCadence、Synopsysは取り組んでいるが、一部だ。

そして人もいない。何やってるかわからないような半導体業界なんて人が来ない。これは米国でも一緒だ。

2023-03-16

anond:20230316132032

粒子を個性する原子のものには密度は0なんだけど、周回する電子による電子合作用と原子核引力モデルの複合で引きつけ合っているだけ

詳細はルーマン電子シーソー理論を調べると分かりやすいかも。

ただ、人の心もやはり似たような物で、理由を付けてしまえば付けられるだろうけど、結局はふわふわした気持ち自然と引き付ける力を生んでいる、ともいえるよね。

anond:20230316095246

昔は 新しく作ったCPU計算力が上がる→新しいCPUの作り方の計算現実的時間で終わる→新しく作ったCPU計算力が上がる→ の上昇スパイラルに乗ってたんだけどね

今はCPUを新しく作る、の時点で物理/電子/原子の壁が越えられない

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