高校物理・原子


参考書で説明されていることがよくわかりません。 以下リンク、2冊

<1冊目> ②だけ読んでいただければ、大丈夫です。①は参考までに。
http://f.hatena.ne.jp/massa-will/20100124110224
<2冊目>
http://f.hatena.ne.jp/massa-will/20100124110433

質量欠損について、
一方では、核子の引き合う力に転化されているという説明であるのに対し、
他方では、単に放出されるという説明です。どういうことなのでしょうか?
仲を取って、一部は力に転化され、一部は放出されると読むべきでしょうか?
わかりやすく教えてください。お願いします。

回答の条件
  • 1人2回まで
  • 登録:2010/01/24 11:31:22
  • 終了:2010/01/24 16:58:59

ベストアンサー

id:imo758 No.2

imo758回答回数121ベストアンサー獲得回数192010/01/24 15:21:48

ポイント100pt

<1冊目>http://f.hatena.ne.jp/massa-will/20100124110224 (字数の多い方)がめちゃくちゃに見えます。

<2冊目>http://f.hatena.ne.jp/massa-will/20100124110433なら理解できます。


質量欠損分の(質量=)エネルギーの転化先は、放出される熱や光です。結合エネルギーじゃない。


質量欠損を起こしている核子にとって結合エネルギーはマイナスのエネルギーとして関与します。だからこそ原子核は外から質量欠損分のプラスのエネルギーを与えないと、結合エネルギーを埋め合わせて結合を解いてバラバラにすることができないのです。


またバラバラの素粒子が結合して質量が欠損すると、素粒子の総位置エネルギーが結合エネルギー分(=質量欠損分)だけ低くなりますので、余ったエネルギーが熱や光となって放出されます。

id:massa-will

すばらしいです。とてもよくわかりました。

ただ、早合点かもしれないので、念のために確認をさせてください。

以下のような理解をしました。

 ばらばらの状態の核子には、位置エネルギーに相当する質量が乗っかっている。

 それが放出されると、位置エネルギー値の低い状態;すなわち結合状態になる。

どうでしょうか?合ってますか?

2010/01/24 16:14:36

その他の回答(1件)

id:rsc96074 No.1

rsc回答回数4380ベストアンサー獲得回数3982010/01/24 13:33:56

ポイント60pt

 核力によるポテンシャルエネルギー(位置エネルギー)を考えればいいかも。

 結合状態(位置エネルギーが低い状態)から、バラバラで静止した状態(位置エネルギーが高い状態)にするには、エネルギーを加えなければならない。逆に、バラバラの状態から(ポテンシャルが高い状態)から、結合状態(ポテンシャルが低い状態)にすると、エネルギーが減っているはずだけど、エネルギーと質量が等価だから質量の形でエネルギーが放出されなければならない。つまり、質量欠損が起こったということじゃないでしょうか。

 仲を取った案は間違っているかも。(^_^;

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id:massa-will

回答をありがとうございます。

ただ、質問の文がちょっとわかりにくかったのかもしれません。

下に補足しておきますので、よろしければ、検討してみてください。

ご紹介の本も、今度、お店で見てきます。

2010/01/24 14:55:13
id:imo758 No.2

imo758回答回数121ベストアンサー獲得回数192010/01/24 15:21:48ここでベストアンサー

ポイント100pt

<1冊目>http://f.hatena.ne.jp/massa-will/20100124110224 (字数の多い方)がめちゃくちゃに見えます。

<2冊目>http://f.hatena.ne.jp/massa-will/20100124110433なら理解できます。


質量欠損分の(質量=)エネルギーの転化先は、放出される熱や光です。結合エネルギーじゃない。


質量欠損を起こしている核子にとって結合エネルギーはマイナスのエネルギーとして関与します。だからこそ原子核は外から質量欠損分のプラスのエネルギーを与えないと、結合エネルギーを埋め合わせて結合を解いてバラバラにすることができないのです。


またバラバラの素粒子が結合して質量が欠損すると、素粒子の総位置エネルギーが結合エネルギー分(=質量欠損分)だけ低くなりますので、余ったエネルギーが熱や光となって放出されます。

id:massa-will

すばらしいです。とてもよくわかりました。

ただ、早合点かもしれないので、念のために確認をさせてください。

以下のような理解をしました。

 ばらばらの状態の核子には、位置エネルギーに相当する質量が乗っかっている。

 それが放出されると、位置エネルギー値の低い状態;すなわち結合状態になる。

どうでしょうか?合ってますか?

2010/01/24 16:14:36
  • id:massa-will
    質問の補足
    一方の本では、質量欠損に相当するエネルギーは、核力に転化されると言い、
    もう一方では、核子に保存されるのでなく、外に放出される(電磁気かなにかの形で?)
    と言っているように大まかには読めます。
    いったい、どっちが正しいのか、というのが質問の意図です。
    よろしくお願いします。
  • id:rsc96074
     放出される方が正しいのじゃないでしょうか。放出されたから、質量が欠損したということではないでしょうか。
    「核力に転化される」というのはあまり聞いたことないですね。「結合を切るにはエネルギーが必要で、逆に結合するとエネルギーを放出する」という言い回しは、クーロン力のポテンシャルエネルギーの議論でもよく使われます。同様だと思いますよ。
     それから、上で紹介した本は、大学の教養レベルなので、高校レベルの本では、「親切な物理」というのが一番いい参考書でした。
    復刻版が出ているみたいです。
    ●親切な物理 (下) (単行本) 渡辺 久夫 (著)
    http://www.amazon.co.jp/gp/product/4835440692/ref=s9_simi_gw_s0_p14_i1?pf_rd_m=AN1VRQENFRJN5&pf_rd_s=center-2&pf_rd_r=0E0EFR80WFY7BC1BSAD2&pf_rd_t=101&pf_rd_p=463376756&pf_rd_i=489986
  • id:massa-will
    参考書を4冊も並べて、自分で考えていましたが、ようやく矛盾が氷解するようです。
    ところで、親切な物理は下巻だけでもいいのでしょうか?分野まではご存知ないですか?
  • id:rsc96074
    確か、上巻は力学系で下巻は電気や原子系だったような。
  • id:imo758
    乗っかっている……という表現が適切か、という問題はあります。


    というのは結合現象において基準エネルギーは通常、完全にばらばらの状態にとることが多いからです。
    無限に引き離した状態を基準の0とし、結合してゆくと各粒子の位置エネルギーはそれに応じてマイナスの値をとる、と定めます。
    差分の余ったプラスのエネルギーは運動・光・熱・音・新粒子などのエネルギーに転換されていきます。
    それらの和をとると0になり、エネルギー保存則が確かめられます。


    ただし結合しきった状態を基準の0ととるならば、バラバラの状態の位置エネルギーはプラスの値となります。
    結合すると質量欠損の分だけエネルギーが余りますので、大抵は様々な形態でそれが放出されます。


    ただ「放出するから結合」ではなく「結合すると放出」でないとまずいような気がしますが……どうなんでしょう。
    というのは結合現象において、結合したけれど余ったエネルギーを光や熱として放出する前に再分離に使うケースがあるような……。
  • id:massa-will
    ありがとうございます。
    マーケットプレイスに上巻もあったのですが、ちょっと高めなので検討してみます。
    でも、ほしいなあ。
  • id:massa-will
    imo758さん
    大変によくわかりました。これで解決です。よかったです。
    たびたびありがとうございました。

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