宇宙&物理2chまとめ【物理】身近な物理SUGEEEEEEEEってなる話

主に2chの宇宙と物理に関する話題をまったりまとめています。

【物理】身近な物理SUGEEEEEEEEってなる話

[ 2012/06/23 21:02 ] [ 物理 ] [ コメント(5) ]
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1: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/02/11(土) 13:23:53.33 ID:6S0ziKYn0

光の事とか教えれ下さい




Image Credit:gerlos




元スレ:http://hayabusa.2ch.net/test/read.cgi/news4vip/1328934233/





5: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/02/11(土) 13:24:35.35 ID:T3yjMwr10

光は波でもあり粒子でもある

アインシュタイン
768px-USA_Antelope-Canyon.jpg 

粒子説と波動説- Wikipedia
「光は粒子か波か?」
この問題は、かつてよく議論された。何故なら、光が波でなければ説明がつかない現象(たとえば光の干渉、分光など)と、光が粒子でなければ説明のつかない現象(光電効果など)が、どちらも明確に確認できたからである。
この問題は、20世紀前半から後半にかけて「量子力学」という学問分野が確立していく中で、「光は粒子でもあり波でもある。粒子と波の両方の性質を併せ持つ、量子というものである」という事が確かめられ、決着がついた。この量子の持つ特異な性質のことを指して、「光は〈粒子性〉と〈波動性〉を併せ持つ」と表現することがある。




6: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/02/11(土) 13:24:48.17 ID:CCq0EKSJ0

虹のプリズムとか
1024px-Double-alaskan-rainbow.jpg 

主虹(しゅこう、しゅにじ)、または1次の虹と呼ばれる、はっきりとした虹の外側に、副虹(ふくこう、ふくにじ)、または2次の虹と呼ばれるうっすらとした虹が見られることがある。主虹は、赤が一番外側で紫が内側という構造をとるが、副虹は逆に、赤が内側、紫が外側となる。
主虹は、「太陽」-「プリズムとなる水滴」-「観察者」のなす角度が40~42度となる位置に見られる。このため、虹は太陽の反対側に見られ、太陽が高い位置にあるときは小さな虹が、夕方など太陽が低い位置にあるときは大きな虹が見られる。また、副虹は、「太陽」-「プリズムとなる水滴」-「観察者」のなす角度が51~53度となる位置に見られる。




7: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/02/11(土) 13:26:08.04 ID:oG1FpNwe0

ホイヘンスの定理と同じことを
おれは小2の時に考えていた

500px-Refraction_-_Huygens-Fresnel_principle.png 

ホイヘンス=フレネルの原理 - Wikipedia
ホイヘンスの原理(ホイヘンスのげんり、英: Huygens' principle)は波動の伝播問題(遠方場の極限や近傍場の回折や)を解析する手法である。ホイヘンス=フレネルの原理によると、前進波の波面の各点が二次波とよばれる新しい波の波源となり、全体としての前進波は(既に伝播した媒質から生じる)全ての二次波を重ね合わせたものとなる。この波の伝播の考え方は回折のような様々な波動現象の理解を助ける。




8: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/02/11(土) 13:26:22.76 ID:4imvDl5r0

光は一秒で地球七周半できるんだっけか

光速 - Wikipedia
光速(こうそく)、光速度(こうそくど)は、光が伝播する速さのことである。真空中における光速の値は 299 792 458 m/s(≒30万キロメートル毎秒)と定義されている。つまり、太陽から地球まで約8分20秒、月から地球は、2秒もかからない。俗に「1秒間に地球を7回半回る速さ」[1]とも表現される。




13: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/02/11(土) 13:29:44.46 ID:dk/CZz1A0

光は電磁波だから磁力あるんだぜ?


17: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/02/11(土) 13:42:57.13 ID:dk/CZz1A0

>>13


光は磁力あるから、光が金属みたいに物体のなかで自由に動ける自由電子をもつものにちかづくと、光の磁力に電子が引き寄せられて衝突して光は跳ね返る

こうして金属光沢が起こる
800px-Molybdenite_Metallic_luster.jpg 

金属光沢 - Wikipedia
金属の場合、金属光沢は金属内部の自由電子と外部から入射した光子とが相互作用して発生する。金属はその種類・構造により、自由電子群は固有のエネルギー準位バンドを有する。したがって、金属光沢の色は自由電子エネルギー準位の構成を反映したものになっている。




18: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/02/11(土) 13:45:41.34 ID:oG1FpNwe0

>>17
てことは強力な磁石があれば
光を曲げられるの?


20: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/02/11(土) 13:48:57.79 ID:dk/CZz1A0

>>18
うん、実際そんな機械あるぞ


23: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/02/11(土) 13:54:07.00 ID:oG1FpNwe0

>>20
光を曲げれるとかスゲー

重力も光を曲げれるんだよね
ブラックホールとか


22: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/02/11(土) 13:51:28.27 ID:6S0ziKYn0

>>17
初めて聞きました

光の速さを越えられないってのはなんでか分かる人います?
ずっと加速し続ければ超えられそうなもんですが・・・


24: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/02/11(土) 13:54:13.51 ID:CS86P37N0

>>22
速度は単純な足し算じゃないことが実験でわかったから


14: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/02/11(土) 13:29:46.67 ID:hbpEaEYn0

ひかりとか考えれば考えるほど気持ち悪い


15: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/02/11(土) 13:37:57.33 ID:SwXMXk6/O

光を金属に当てると電子が飛び出す。


25: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/02/11(土) 13:56:03.41 ID:6S0ziKYn0

重力で光が曲がるって事は光には質量があるってこと?

・光は、通常、直進する。(エウクレイデスの光の直進の法則)
・凸凹の無い平面鏡に当たった光は、鏡に当たったときと同じ角度で反射する。 (エウクレイデスの光の反射の法則)
・屈折率の異なる物質の境界面で光の速度が変化する。その結果、境界面への入射角が直角でない場合には、光の進路が変化する。(屈折)
・光の屈折の際は、スネルの法則が成立する。
・光の強さは、光源からの距離の2乗に反比例する。(ケプラーの光の逆2乗の法則)
・光速は、光源の運動状態に関わらず、不変である。 - 光速度不変の原理
・光は質量がゼロである。従って物質ではない。




30: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/02/11(土) 14:02:03.31 ID:dk/CZz1A0

>>25
ブラックホールは空間自体を捻じ曲げてる
んじゃなかったか?

だから空間ごと光が吸い寄せられる
750px-Black_Hole_Milkyway_20120623185841.jpg 

ブラックホール - Wikipedia
ブラックホール(英語:black hole)とは、きわめて高密度で大質量で、きわめて強い重力のために物質だけでなく光さえも脱出できない天体のこと[1]。きわめて強い重力のために光さえも抜け出せなくなった時空の領域、とされている。




37: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/02/11(土) 14:15:37.76 ID:6S0ziKYn0

>>30
空間ってのがよく分からないんだが真空があったとしてそこには原子も何もないだろ?
何もないところにも空間がある?

それとそんな何も無いところをどうやって光は進むのかと


38: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/02/11(土) 14:19:06.13 ID:dk/CZz1A0

>>37
まあ原子もなにもないってわけでもない
今取り上げられてるヒッグス粒子ってので宇宙はいっぱいになってる

ヒッグス粒子 - Wikipedia
ヒッグス粒子(ヒッグスりゅうし、Higgs boson)とは、素粒子に質量を与える理由を説明するヒッグス場理論からうまれた、理論上の粒子である(素粒子論と量子力学では、場の存在と粒子の存在は意味がほぼ同じである)。
ヒッグス場とは、1964年にエディンバラ大学のピーター・ウェア・ヒッグスによって提唱された、素粒子の質量獲得に関する理論に現れる場についての仮説である。ヒッグス場によって質量を獲得するメカニズムをヒッグス機構と呼ぶ[1]。
ジュネーブ郊外に建設されたCERNのLHCの衝突実験で、およそ10兆回に1回しか生成されないと言われている。2011年12月、ヒッグス粒子が「垣間見られた」と発表された




26: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/02/11(土) 13:57:05.85 ID:tXIB44/M0

ニュートン読めよ
ワクワクが止まらないぞ
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27: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/02/11(土) 13:59:03.58 ID:nahuuygf0

遠心力というものは実は存在しない

遠心力(えんしんりょく、英: centrifugal force[1])は、回転運動をする系において観測される慣性力の一種で、見かけの力である。円運動のある時点での接線方向に働く慣性力と円軌道との差異が、回転の中心から見て外側へと向かう方向に力が加えられているように見え、遠心力という力が働いているように感じる。実際には、円運動をする物体に遠心力という力は働いておらず、慣性力とその向きを常に変え続けようとする向心力が働いている。回転座標系における慣性力には、ほかに角速度変化に伴う慣性力、コリオリの力の2つがある。




89: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/02/11(土) 16:23:38.21 ID:Wqr2SmPwO

>>27についてkwsk!


90: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/02/11(土) 16:29:20.61 ID:6S0ziKYn0

>>89
向心力じゃない?

向心力 - Wikipedia
向心力(こうしんりょく、Centripetal force)または求心力(きゅうしんりょく)は物体を曲線軌道で動かす力のこと。その方向は常に物体の速度とは垂直方向(経路の瞬間的な接触円の中心)を向いている[1][2]。




93: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/02/11(土) 16:36:03.57 ID:vC/dKDIs0

>>89
物体は力を加えないと直線運動する
だから円運動している途中に円周を離れて吹っ飛んでいきそうになるのは自然なことで、遠心力という「力」が働いているわけではない
むしろ、本来なら吹っ飛んでいくものを、円の中心に向かう力で無理やり繋ぎとめている

まあ、座標系の設定如何ではあるんだけれども


28: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/02/11(土) 13:59:38.68 ID:dk/CZz1A0

あとエントロピーってのがある

まあいろいろ見方はあるが、こいつの意味は自然は整った方から散らかった方に絶対にいくっていうことな

例えば、熱い水に冷たい水いれるとぬるい水になるけど、勝手にぬるい水から熱い水と冷たい水に分離はされない

整った方から散らかった方にいく方向を熱力学じゃ時間の進む向きって定義してんだっけか

このことを宇宙に用いると、無限大の時間を進ませる(無限大に整った方から散らかった方に進ませる)と宇宙はもうそれ以上散らかってないので熱力学的な時間は進まなくなる、熱力学的宇宙の死っていうんだ

エントロピー - Wikipedia
エントロピー (英: entropy) は、熱力学および統計力学において定義される示量性状態量である。当初は熱力学において、断熱変化の不可逆性を表す指標として導入され、後に統計力学により、系の微視的な「乱雑さ」を表す物理量という意味付けがなされた。 更に、系から得られる情報に関係があることが指摘され、情報理論にも応用されるようになった。 物理学者の E.T. Jaynesのようにむしろ物理学におけるエントロピーを情報理論の一応用とみなすべきだと主張する者もいる。




32: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/02/11(土) 14:02:29.32 ID:6S0ziKYn0

>>28
熱はどんどん広がって行くんじゃないの?


34: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/02/11(土) 14:04:33.55 ID:dk/CZz1A0

>>32
均一な方向にな


33: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/02/11(土) 14:03:40.91 ID:otc6d79B0

>>1が言ってる事とは違うだろうが

F1マシンは天井に張り付いて走れるくらいのダウンフォースがある


44: 忍法帖【Lv=40,xxxPT】 2012/02/11(土) 14:32:23.11 ID:Ni2KdwWL0

てか光ってなんなの?


47: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/02/11(土) 14:36:15.86 ID:dk/CZz1A0

>>44
電磁波って考えとけばおk


48: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/02/11(土) 14:36:31.41 ID:Mg5Mk2euO

分子結合は正確には原子同士はくっついていない
原子同士の間にはわずか程の距離がある
原子の組み合わせによってこの距離は異なる

分子結合はお互いの原子が最も安定する距離を探り、
その距離を保ち続けようとする性質のことである

これは感動した


53: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/02/11(土) 14:44:37.18 ID:6S0ziKYn0

>>48
こういう自然の中にあるのも面白いよね


54: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/02/11(土) 14:45:58.31 ID:otc6d79B0

地球の移動速度がちびる程早いのは驚いた

ただ基準点をどこに考えて移動してるって理屈なのかが不思議だった


55: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/02/11(土) 14:47:40.58 ID:k+euNILg0

>>54
恒星に対して回転している
厳密には慣性系に対して


59: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/02/11(土) 14:54:48.98 ID:otc6d79B0

>>55
恒星どころか天の川銀河や太陽系自体の移動速度も考慮して出てるはずだが


62: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/02/11(土) 14:58:37.22 ID:k+euNILg0

>>59
移動って言うと自転じゃなくて公転の話か
普通に地球の公転速度を言う時は太陽に対してだし
太陽の公転速度なら銀河中心に対して


65: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/02/11(土) 15:01:53.84 ID:otc6d79B0

>>62
そういう事じゃなく
銀河系の移動速度まで考慮していくと
何を基準としてるのか謎って話
基準点はなんなのさ?

と思って調べたけど銀河の中心は3次元じゃ表せないから算出できないらしいね

一般的な意味では、アインシュタインの特殊相対性理論によれば宇宙空間における物体の絶対速度という考え方には意味がない。特殊相対論では、宇宙には銀河系の運動の基準となるような特別な慣性系は存在しないとしている(物体の運動は常に他の物体に対する運動として特定しなければならない)。
このことを念頭において、多くの研究者は、近傍の銀河の観測位置に対して銀河系は約600km/sの速度で宇宙空間を運動していると考えている。21世紀初頭の推定ではこの値は130km/sから1,000km/sまでばらつきがある。仮に銀河系が600km/sで運動しているとすると、我々は1日に5184万km移動しており、1年では189億km動くことになる。これは我々が毎年地球から冥王星までの距離の約4.5倍を移動していることを意味する。銀河系の運動方向はうみへび座の方向だと考えられている。




67: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/02/11(土) 15:03:47.75 ID:k+euNILg0

>>65
銀河の移動速度は常に違う銀河との相対速度で表されてると思うけど


56: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/02/11(土) 14:48:27.26 ID:UC9yD4EJ0

物理をやらない文系はかわいそうだとは思う


58: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/02/11(土) 14:51:29.26 ID:CaDAhqNi0

例えば

北京にいるちょうちょの羽ばたきによる気流で、二週間後のニューヨークに嵐を起こす

ちょっとしたことでも時間がたてば大きい変化をもたらす

二週間後の天気を確実にしろうとするには、宇宙のはしっこにある電子すらも考えなくてはならない

これがバタフライ効果ってやつね

カオス力学ででてくるんじゃないかな

バタフライ効果 - Wikipedia
バタフライ効果(バタフライこうか、butterfly effect)とは、カオス力学系において、通常なら無視できると思われるような極めて小さな差が、やがては無視できない大きな差となる現象のことを指す。カオス理論を端的に表現した思考実験のひとつ、あるいは比喩である。




81: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/02/11(土) 16:02:22.66 ID:vC/dKDIs0

>>58
> 二週間後の天気を確実にしろうとするには、宇宙のはしっこにある電子すらも考えなくてはならない
宇宙のはしっこにある電子が二週間後の天気に影響を与えたら相対性理論に反する


60: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/02/11(土) 14:55:54.94 ID:HRPZSy/JO

流れ星が光のは単に空気の摩擦で燃えてるのでなくて
励起状態から基底まで落ち込む時に放射する光波によって輝く
ってこの前高校の原子の授業でいってたけど
ホント?


63: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/02/11(土) 14:59:09.32 ID:d7H3BPrOO

>>60
大気との摩擦で励起されてることを除けば、発光のメカニズムの説明としては正しい

Leonids_meteor_2001_hina.jpg 

流星 - Wikipedia
流星の元になる小天体は、0.1mm以下のごく小さな塵のようなものから、数cm以上ある小石のようなものまで様々な大きさがある。こうした天体が地球の大気に秒速数kmから数十kmという猛スピードで突入し、上層大気の分子と衝突してプラズマ化したガスが発光する(小天体が大気との空力加熱などにより燃えた状態が流星として見えているわけではない)。これが地上から流星として観測される。




61: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/02/11(土) 14:57:09.53 ID:d7H3BPrOO

地球もやすやすと貫通する光速の粒子が、地上のそこらじゅう飛び交ってる(1秒に数個人間の体貫通する程度の密度)



69: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/02/11(土) 15:13:45.38 ID:CaDAhqNi0

>>68
肘と顎は絶対にくっつけられない


71: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/02/11(土) 15:15:58.69 ID:6S0ziKYn0

>>69
これなら分かるぞ!


74: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/02/11(土) 15:24:09.15 ID:7aBi79aA0

人間も頑張れば壁を通過できるかもしれない


75: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/02/11(土) 15:28:18.77 ID:6S0ziKYn0

>>74
トンネル効果だっけ?

EffetTunnel_20120623203723.gif 

トンネル効果 - Wikipedia
トンネル効果(トンネルこうか、Quantum tunneling)は、非常に微細な世界にある粒子が、古典的には乗り越えることができないポテンシャル(エネルギー)障壁を、量子効果すなわち、時間とエネルギーとの不確定性原理により乗り越えてしまう(透過してしまう)現象。量子トンネル効果ともいう。




77: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/02/11(土) 15:30:58.07 ID:oU39IOUZO

ポテンシャル障壁と実際の物理的な壁は別だけどな



68: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/02/11(土) 15:04:50.47 ID:6S0ziKYn0

もう俺の理解出来ないところへ話が行ってしまった\(^o^)/




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