25 関係: 原子、丸善雄松堂、化学、チャールズ・キッテル、ポテンシャル、ロンドン分散力、ローレンツ-ベルテロ則、パラメータ、パウリの排他原理、ビリアル展開、分子動力学法、分子軌道、ジョン・レナード=ジョーンズ、粘度、結合エネルギー、熱伝導率、物性、物性物理学、遠心力、角運動量、零点振動、電子雲、電気双極子、格子定数、曲線あてはめ。
原子
原子(げんし、άτομο、atom)という言葉には以下の3つの異なった意味がある。.
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丸善雄松堂
丸善雄松堂株式会社(まるぜんゆうしょうどう、)は、日本の大手書店、出版社、専門商社。文化施設の建築・内装、図書館業務のアウトソーシング等も行い、幅広い業務を手がけている。大日本印刷の子会社である丸善CHIホールディングスの完全子会社である。 なお、かつての丸善石油(後のコスモ石油)、「チーかま」など珍味メーカーの丸善、業務用厨房機器メーカーのマルゼン、エアソフトガンメーカーのマルゼンとは無関係である。 本店は東京都中央区日本橋二丁目に、本社事務所は港区海岸一丁目にある。.
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化学
化学(かがく、英語:chemistry、羅語:chemia ケーミア)とは、さまざまな物質の構造・性質および物質相互の反応を研究する、自然科学の一部門である。言い換えると、物質が、何から、どのような構造で出来ているか、どんな特徴や性質を持っているか、そして相互作用や反応によってどのように別なものに変化するか、を研究する岩波理化学辞典 (1994) 、p207、【化学】。 すべての--> 日本語では同音異義の「科学」(science)との混同を避けるため、化学を湯桶読みして「ばけがく」と呼ぶこともある。.
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チャールズ・キッテル
チャールズ・キッテル(Charles Kittel、1916年7月18日 - )は、固体物理学を専門とするアメリカの物理学者。1916年、アメリカのニューヨーク生まれ。1978年までカリフォルニア大学バークレー校の教授を務めた。現役時代は主に半導体の物性や、固体中での磁性の振る舞いといったテーマを中心に研究を行なってきた。また教育面についても熱心な活動を続けてきており、特にキッテルが著した固体物理学の初等的な入門書『固体物理学入門』は、関連分野の学生および研究者の間では非常に有名。キッテルは教授職を退いた今もこの本の改訂を続けている。現在、全米科学アカデミーおよびアメリカ芸術科学アカデミーのメンバー。.
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ポテンシャル
ポテンシャル(potential)は、潜在力、潜在性を意味する物理用語。 最初にポテンシャル(スカラーポテンシャル)の考え方を導入したのは、ジョゼフ=ルイ・ラグランジュである(1773年)。ラグランジュの段階ではポテンシャルとは言われておらず、これをポテンシャルと呼んだのは、ジョージ・グリーンである(1828年)。カール・フリードリヒ・ガウス、ウィリアム・トムソン、ペーター・グスタフ・ディリクレによってポテンシャル論における三つの基本問題として、ディリクレ問題、ノイマン問題、斜交微分の問題が注目されるようになった。 ポテンシャルエネルギー(位置エネルギー)のことをポテンシャルと呼ぶこともある。.
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ロンドン分散力
ンドン分散力(ロンドンぶんさんりょく、London dispersion force)は、極性分子などが恒常的に持つ電荷や多極子ではなく、分子や原子などに量子論的に生じる一時的な電気双極子間の引力によって生じる弱い分子間力である。フリッツ・ロンドンにより示された。単に分散力、ロンドン力と呼ばれたり、誘起双極子-誘起双極子相互作用とも呼ばれる。また、ファンデルワールス力も狭義にはロンドン分散力を指す。 量子論的には電子は分子中を確率論的に分布する。したがって無極性分子中であっても、電子が一様に分布しない確率は十分に存在する。電子分布が一様でない時には、分子には一時的な多極子が生じる。この多極子が近くにあるほかの一時的な多極子と相互作用する。このようにして無極性分子にロンドン力が生じる。ロンドン力は極性分子にも存在するが、極性分子のもつ永久双極子の相互作用などの方が全相互作用に占める割合が大きくなるので、ロンドン力は重要ではなくなる。相互作用の大きさについては、分子間力を参照。 分子中の電子密度は他の多極子の影響を受けてさらに再分布する。たとえば、正電荷の近傍に電子は集まり、負電荷からは退く。従って、分子に一時的に生じる多極子は、近くの極性分子や別の無極性分子に生じた一時的な多極子により誘起される。一般的には前者は励起双極子といい、ロンドン力とは区別される。 ロンドン力は、ヘリウムなどの中性原子間で長距離に働く唯一の引力であり、窒素やメタンなどの無極性分子間(分子内の原子間ではない)に働く主要な引力項である。ロンドン力が存在しなければ、希ガス間に働く引力はなくなるため、液体ヘリウムのような液体を得ることはできないことになる。分子間の万有引力(重力相互作用)は非常に小さいため、分子の物理的・化学的性質には影響せず、液体ヘリウム等を得るのには不十分である。 ロンドン力は、問題とする原子または分子が大きくなるに従って強くなる。これは、電子の分布がより一様でなくなる確率が高くなるからである。たとえば、ハロゲン分子間のロンドン力は、小さいほうから順にフッ素(F2)、塩素(Cl2)、臭素(Br2)、ヨウ素(I2)である。これはフッ素、塩素が室温で気体であるのに対し、臭素は液体、ヨウ素は固体であることとも対応している。ロンドン力はまた、分子の表面積が大きくなると強くなり、したがって分子間距離が近くなる。.
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ローレンツ-ベルテロ則
ーレンツ-ベルテロ則(ローレンツ-ベルテロそく、Lorentz–Berthelot combining rules)は、レナード-ジョーンズ・ポテンシャルの異種粒子間パラメータを決定する計算則のひとつである。 分子間力ポテンシャルを決定する上で、同種粒子間 (アルゴン-アルゴン間、ネオン-ネオン間など) のパラメータを実験データにフィットするように決定し、異種粒子間 (アルゴン-ネオン間) をこの結合則により計算する。 大雑把に言えば、この結合則は現実をうまく表現できる。異種粒子間パラメータの数は組合せ的に増加するため、これを実験によらず簡便な計算によって求められることは分子シミュレーション上の当然の要請といえる。.
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パラメータ
パラメータ(parameter)とは、 ギリシア語のπαρά (pará) 「傍に」 + μέτρον (métron)「尺度」を語源とする。.
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パウリの排他原理
パウリの排他原理(パウリのはいたげんり、Pauli exclusion principle)とは、2 つ以上のフェルミ粒子は同一の量子状態を占めることはできない、というものであり、1925年にヴォルフガング・パウリが提出したフェルミ粒子に関する仮定であるW.
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ビリアル展開
ビリアル展開(ビリアルてんかい、virial expansion)とは、実在気体の圧力(主に圧縮因子の形で)や浸透圧を、温度と圧力に依存する様子を解析的に表すためにモル体積の逆数の冪級数に展開することである。ヘイケ・カメルリング・オネスが1901年に提出した。ビリアル という語は (力の)に由来する。.
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分子動力学法
表面への堆積。それぞれの円は単一原子の位置を示す。現在のシミュレーションにおいて用いられる実際の原子的相互作用は図中の2次元剛体球の相互作用よりも複雑である。 分子動力学法(ぶんしどうりきがくほう、molecular dynamics、MD法)は、原子ならびに分子の物理的な動きのコンピューターシミュレーション手法である。原子および分子はある時間の間相互作用することが許され、これによって原子の動的発展の光景が得られる。最も一般的なMD法では、原子および分子のトラクジェクトリは、相互作用する粒子の系についての古典力学におけるニュートンの運動方程式を数値的に解くことによって決定される。この系では粒子間の力およびポテンシャルエネルギーは原子間ポテンシャル(分子力学力場)によって定義される。MD法は元々は1950年代末に理論物理学分野で考え出されたが、今日では主に化学物理学、材料科学、生体分子のモデリングに適用されている。系の静的、動的安定構造や、動的過程(ダイナミクス)を解析する手法。 分子の系は莫大な数の粒子から構成されるため、このような複雑系の性質を解析的に探ることは不可能である。MDシミュレーションは 数値的手法を用いることによってこの問題を回避する。しかしながら、長いMDシミュレーションは数学的に悪条件であり、数値積分において累積誤差を生成してしまう。これはアルゴリズムとパラメータの適切な選択によって最小化することができるが、完全に取り除くことはできない。 エルゴード仮説に従う系では、単一の分子動力学シミュレーションの展開は系の巨視的熱力学的性質を決定するために使うことができる。エルゴード系の時間平均はミクロカノニカルアンサンブル(小正準集団)平均に対応する。MDは自然の力をアニメーションすることによって未来を予測する、原子スケールの分子の運動についての理解を可能にする「数による統計力学」や「ニュートン力学のラプラス的視点」とも称されている。 MDシミュレーションでは等温、定圧、等温・定圧、定エネルギー、定積、定ケミカルポテンシャル、グランドカノニカルといった様々なアンサンブル(統計集団)の計算が可能である。また、結合長や位置の固定など様々な拘束条件を付加することもできる。計算対象は、バルク、表面、界面、クラスターなど多様な系を扱える。 MD法で扱える系の規模としては、最大で数億原子からなる系の計算例がある。通常の計算規模は数百から数万原子(分子、粒子)程度である。 通常、ポテンシャル関数は、原子-原子の二体ポテンシャルを組み合わせて表現し、これを計算中に変更しない。そのため化学反応のように、原子間結合の生成・開裂を表現するには、何らかの追加の工夫が必要となる。また、ポテンシャルは経験的・半経験的なパラメータから求められる。 こうしたポテンシャル面の精度の問題を回避するため、ポテンシャル面を電子状態の第一原理計算から求める手法もある。このような方法は、第一原理分子動力学法〔量子(ab initio)分子動力学法〕と呼ばれる。この方法では、ポテンシャル面がより正確なものになるが、扱える原子数は格段に減る(スーパーコンピュータを利用しても、最大で約千個程度)。 また第一原理分子動力学法の多くは、電子状態が常に基底状態であることを前提としているものが多く、電子励起状態や電子状態間の非断熱遷移を含む現象の記述は、こうした手法であってもなお困難である。.
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分子軌道
アセチレン (H–C≡C–H) の完全な分子軌道群。左欄は基底状態で占有されているMOを示し、最上部が最もエネルギーの低い軌道である。1部のMOで見られる白色と灰色の線はアセチレン分子の球棒モデルによる表示である。オービタル波動関数は赤色の領域で正、青色の領域で負である。右欄は基底状態では空のMOを示しているが、励起状態ではこれらの軌道は占有され得る。 ベンゼンの最低空軌道 分子軌道(ぶんしきどう、molecular orbital、略称MO)は分子中の各電子の空間分布を記述する一電子波動関数のことである。分子軌道法において中心的な役割を果たし、電子に対するシュレーディンガー方程式を、一電子近似を用いて解くことによって得られる。 1個の電子の位置ベクトル \boldsymbol の関数であり、 \phi_i(\boldsymbol) と表される。一般に複素数である。原子に対する原子軌道に対応するものである。 この関数は、特定の領域に電子を見い出す確率といった化学的、物理学的性質を計算するために使うことができる。「オービタル」(orbital)という用語は、「one-electron orbital wave function: 1電子オービタル(軌道〔orbit〕のような)波動関数」の略称として1932年にロバート・マリケンによって導入された。初歩レベルでは、分子軌道は関数が顕著な振幅を持つ空間の「領域」を描写するために使われる。分子軌道は大抵、分子のそれぞれの原子の原子軌道あるいは混成軌道や原子群の分子軌道を結合させて構築される。分子軌道はハートリー-フォック法や自己無撞着場(SCF)法を用いて定量的に計算することができる。.
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ジョン・レナード=ジョーンズ
ー・ジョン・エドワード・レナード=ジョーンズ サー・ジョン・ エドワード・レナード=ジョーンズ KBE, FRS(John Edward Lennard-Jones、1894年10月27日 - 1954年11月1日)は、イギリスの数学者、理論化学者である。ブリストル大学の理論物理学の教授、後にケンブリッジ大学の理論科学の教授を務めた。現代計算化学の創始者と見なされている。 レナード=ジョーンズは、科学者の間において分子構造、原子価、分子間力に関する業績でよく知られている。これらのテーマに関する多くの研究は、レナード=ジョーンズが1929年に発表した論文から成長していった。液体および表面触媒に関する彼の理論もまた今でも影響力が大きい。レナード=ジョーンズが発表した論文は少ないが、それらの影響力は大きい。 レナード=ジョーンズの主な関心は、原子ならびに分子構造、特に原子粒子間に働く力や、化学結合の性質、なぜ水が凍る時に体積が増えるのかといった基本的な事柄であった。イギリスにおける理論化学のトップに就くと、量子力学や原子を構成する粒子の相互作用の新たな概念を物理学や有機化学の現象に適応する研究機関を設立した。この機関は、S・フランシス・ボーイズ、、、A.
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粘度
粘度(ねんど、Viskosität、viscosité、viscosity)は、物質のねばりの度合である。粘性率、粘性係数、または(動粘度と区別する際には) 絶対粘度とも呼ぶ。一般には流体が持つ性質とされるが、粘弾性などの性質を持つ固体でも用いられる。 量記号にはμまたはηが用いられる。SI単位はPa·s(パスカル秒)である。CGS単位系ではP(ポアズ)が用いられた。 動粘度(後述)の単位として、cm/s.
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結合エネルギー
結合エネルギー(けつごうエネルギー)とは、互いに引き合う複数の要素からなる系において、その系がひとところに寄り集まって存在する状態と、粒子がばらばらに存在する状態との間での、ポテンシャルエネルギーの差のこと。結合エネルギーが大きいほど、その結合は強固で安定であると言える。束縛エネルギーとも言う。 本来、保存力によって結合する系ならば、どのような系に対しても考えることが出来るが、この語が良く用いられるのは、化学分野における分子中の原子間結合の場合と、原子核の核子間相互作用の場合である。 英語表記は、bond energy や binding energy 等があるが、前者は主に化学分野において、後者は主に原子核物理学分野において用いられる。.
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熱伝導率
熱伝導率(ねつでんどうりつ、thermal conductivity)とは、温度の勾配により生じる伝熱のうち、熱伝導による熱の移動のしやすさを規定する物理量である。熱伝導度や熱伝導係数とも呼ばれる。記号は などで表される。 国際単位系(SI)における単位はワット毎メートル毎ケルビン(W/m K)であり、SI接頭辞を用いたワット毎センチメートル毎ケルビン(W/cm K)も使われる。.
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物性
物性(ぶっせい)とは、物質の示す物理的性質のこと。機械的性質(力学的性質)、熱的性質、電気的性質、磁気的性質、光学的性質がある。.
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物性物理学
物性物理学(ぶっせいぶつりがく)は、物質のさまざまな巨視的性質を微視的な観点から研究する物理学の分野。量子力学や統計力学を理論的基盤とし、その理論部門を物性論(ぶっせいろん)と呼ぶことも多い。これらは日本の物理学界独特の名称であるが、しばしば凝縮系物理学に比定される。狭義には固体物理学を指し、広義には固体物理学(結晶・アモルファス・合金)およびソフトマター物理学・表面物理学・物理化学、プラズマ・流体力学などの周辺分野を含む。.
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遠心力
遠心力(えんしんりょく、)は、慣性系に対して回転している回転座標系において作用する慣性力の一つである。 慣性系において回転運動をしている物体には、何らかの力が向心力として働いている。この物体と一緒に回転する回転座標系においては、物体が静止しているように見える。慣性系において向心力として働く力が作用しているにもかかわらず、物体が静止しているということは、回転座標系においては向心力と釣り合う力が作用していることを意味する。向心力と釣り合うこの力が遠心力である。向心力は慣性系においても回転座標系においても作用するのに対し、遠心力は回転座標系においてのみ作用する。 回転座標系における慣性力は遠心力の他に、角速度変化に伴うオイラー力と物体の速度に比例するコリオリの力がある。 回転中心からの回転座標系における位置を とし、回転座標系の慣性系に対する角速度を とするとき、遠心力は と表される。角速度と平行な成分と直交する成分に分けたとき、平行成分は影響せず となる。.
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角運動量
角運動量(かくうんどうりょう、)とは、運動量のモーメントを表す力学の概念である。.
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零点振動
零点振動(れいてんしんどう、ゼロ点振動とも言う、Zero-point motion)とは、絶対零度においても原子が不確定性原理のために静止せずに振動していることである。ヘリウムが絶対零度近傍でも固化しないのは、この零点振動が原因である(圧力を加えると固化する)。固体では格子振動が起こっている。.
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電子雲
電子雲(でんしうん)とは原子において軌道電子を「存在する確率」として示したものである。 原子模型の歴史的には、長岡が提唱しラザフォードが改良したモデル(詳細は原子模型の記事を参照のこと)では、電子はあたかも太陽のまわりを公転する惑星のように原子核のまわりを廻っているとされ、日本の初等教育等、現代でもそのように教えている例もある。しかし、ボーアの原子模型を経て、現代の量子力学では、電子はもはや「確定した位置と速度を持つ点」ではなく、波動関数であらわされる存在であり、たとえば電子が存在するために起きる干渉などの相互作用は、それに従い確率的に起きる。空間におけるこの確率は雲のようにぼんやりと分布するものと比喩され、これを電子雲という。 Category:電子 Category:量子力学 Category:量子化学.
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電気双極子
電気双極子()とは、大きさの等しい正負の電荷が対となって存在する状態のことである。.
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格子定数
格子定数(こうしていすう、こうしじょうすう、lattice constant)とは、結晶軸の長さや軸間角度のこと。単位格子の各稜間の角度 α,β,γ と、各軸の長さ a,b,c を表す6個の定数である。格子の形状等によっては、aの値のみを表すこともある。 軸の長さの単位は普通オングストロームを用い、自明として単位を付けずに数値のみを書く場合が多い。.
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曲線あてはめ
曲線あてはめ(きょくせんあてはめ)またはカーブフィッティング(curve fitting)本間 仁,春日屋 伸昌「次元解析・最小二乗法と実験式」コロナ社(1989)加川 幸雄,霜山 竜一「入門数値解析」朝倉書店(2000)John R. Taylor、林 茂雄、 馬場 凉「計測における誤差解析入門 」東京化学同人(2000)吉沢 康和「新しい誤差論―実験データ解析法 」共立出版 (1989/10) は、実験的に得られたデータまたは制約条件に最もよく当てはまるような曲線を求めること。最良あてはめ、曲線回帰とも。一般に内挿や回帰分析を用いる。場合によっては外挿も用いる。回帰分析で曲線を求める場合、その曲線はデータ点を必ず通るわけではなく、曲線とデータ点群の距離が最小になるようにする。曲線あてはめによって得られた曲線を、近似曲線という。特に回帰分析を用いた場合には回帰曲線という。現実の実験データは直線的ではないことが多いため散布図、近似曲線を求める必要性は高い。.
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