『問題と解説(以前出した電流の二重性の関連本)・販売は月曜以降』(180506日曜日)

『問題と解説(電流の二重性)』という電磁気の問題集の本を出した。  表紙カバーの写真。    以下本の内容は、出版した電子書籍サイト、DLマーケットに書いた商品説明。   本書のまえがきより。  この問題集(および解説)は、ご存知のように『電流の二重性』(理系向け)の理解をより容易により確実にするために作ったもので、解答とその解説でできています。  ただし『電流の二重性』という本の趣旨は、まさに電流の二重性に着眼点があるので、この問題集の問題は、そこからじゃっかんはずれる面もあります。  そこについて言うならば、この問題集は、電磁気の基礎を押さえるための問題が多いということです。  解説や式、詳しい説明などがあって、そのあと解答欄に最終的な答えのみが入っています。 【問題集(および解説)、電磁気学、『電流の二重性』】

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『電流の二重性』(理系向け)を三月末に出した180402

 先日、『電流の二重性』(文系向け)を出したけれど、次に理系向けを作って、DLマーケットに載せておいた。中身の違いは、光電効果の説明のところがじゃっかん違うだけで、ほとんど同じで、けっていてきに違うのは、内容をより理解してもらえるように、各章、問題が付いているということである。  この問題の答えと解説はまた別に本を作っているところだけれど、今のところは、問題付きということで出版した。

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電流の二重性 高校物理で考える量子論 導線内の電子の移動速度と瞬時に点灯する時間の格差20180307

 いままで折に触れて考えてきた、『電流の二重性』についての書籍を完成させた。  春休みになってようやく暇ができてなんとかこぎつけた。このあと、問題付の同じ本作るので、こちらは文系向けということにして出版した。問題付では、本文中で出てくるさまざまな数値や理屈を分かるようにするつもりである。  文系向けでは、そのあたりをできる限りカットして、「電流の二重性』、光にも見られる二重性ができるだけ容易に理解できるよう、流れに配慮した。  より詳しく知りたい方は、販売ページ内の試し読みを読んでもらえればと思います。 DLマーケットへのリンク

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電子の質量が気になった1712

電子の質量は9.1×10-31kgといわれているけれど、これは静止した電子の質量で、運動している電子の質量ではない。  静止している電子の質量  静止している電子の質量は、ミリカンの実験から電子素量e=1.6*10-19[C]をもとめ、比電荷e/m=1.76*10-31[C/kg]から、次のように求める。  m=e/ e/m =9.1*10-31kg  運動している場合  運動している場合の電子の質量は。    1、電子のエネルギーは  E= hν(ニュー) =1/2 mv2 といわれている。  右辺はふつうの運動エネルギーの式である。もしここで、速度vが知られているならば、それに対応した電子の質量が求まる。  電子をV[V]の電場で加速すると、   eV=(1/2)mv^2  速度vの電子を磁場に投入し、ローレンツ力による半径r[m]の等速円運動をする。   evB = mv^2/r(B:磁束密度Wb/m2)  以上の式より  e/m=v/Br  結論。  加速するためにかけた電場V[V]、磁束密度B[Wb/m2]、電子の円運動回転半径r[m]より。 e/m がわかる。 なお、「質量とエネルギーの等価性」という、  E=mc2  この式のEは電子の質量が開放されたときのエネルギーなので、上の式の    E= hν(ニュー)  のEとはちがうもの…

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『電子が持つ二重性は高校物理の電流内の電子の流れからも考察できる』(171108)

 電子には二重性がある。粒子の性質と波の性質(波動性)の二つを併せ持つこと(Wave–particle duality)である。その証明として、物理学の最も美しい実験と呼ばれる量子力学の「二重スリット実験 : Double slit experiment」が有名である。 WIKIより  さてわたしは電磁気学の授業で、銅線の中を流れる電子の速さを計算した。 I=envS ‥‥ ①  I:電流[A]  e:電子の電荷(-1.6×10-19[C])  n:1m3当たりの電子の数  v:[m/s]  S:導線の断面積[m2]  v = I/enS  ‥… ②  仮に銅線の直径が1㎜、電流1[A] のとき、速さvは、  v = 0.094[mm/s] ‥… ③  これはもちろん「ところてんモデル」などといわれる電子の流れである。「一秒間にたった0.1ミリメートル 」といっても、たしかに電子は無数にあるので、銅線が電球につないであれば「一秒間で0.1ミリメートル」でも動けば、無数の電子の粒子が少しずつ電球内を移動する計算になる。  高校や大学の一年生ではこのような電子の速さが教えられている。しかしながら、一方、次のような考え方もできるのである。  電流が流れると、電線の周囲の空間には「電場」(電界)と「磁場」(磁界)が 発生する。電線の中は等電位面であり、電場は電線の外で発生する。  この電場と磁場をかけあわせたもの、「電場…

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