ベストアンサー クーロンエネルギーを求めるmathematicaプログラム 2006/10/07 19:39 原子核（液滴模型）のクーロンエネルギーをmathematicaで計算したいのですが、既に計算したプログラムは無いでしょうか？ありましたらご教示頂きましたら幸いです。 みんなの回答 （1） 専門家の回答 質問者が選んだベストアンサー ベストアンサー grothendieck ベストアンサー率62% (328/524) 2006/10/08 22:40 回答No.1 ないと言ってよいと思います。原子核の計算で下記URLぐらい複雑なものは数式処理を使いますが、液滴模型のクーロンエネルギーは通常、手計算でされると思います。なお http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=2458774 の方の回答は他の回答者にお任せします。 参考URL： http://jp.arxiv.org/abs/nucl-th/9502043 質問者 お礼 2006/10/09 09:32 いつもお世話になります。 了解致しました。 広告を見て全文表示する ログインすると、全ての回答が全文表示されます。 通報する ありがとう 0 カテゴリ 学問・教育自然科学物理学 関連するQ&A 原子核の質量公式について こんにちは、ガモフ先生の「物理学の探検」を読んで原子核物理に興味を持ちました。特に少し不完全（？）な液滴モデルが面白いと思っています。そこで液滴モデルをもっと知るため、原子核（野上茂吉郎先生著）を読んでいるのですが、原子核の質量公式（ワイツゼッカー、ベーテの質量公式）で、 「第４項はクーロンエネルギーである。原子核を半径Rの一様な電荷密度をもつ球と考えてみると、その静電エネルギー（またはクーロンエネルギー）は 3(Ze)^2/5Rとなる。」 と記載されているのですが、なぜ静電エネルギーは 3(Ze)^2/5Rとなるのでしょうか？ ちなみに、核の体積は、4π/3 R^3=4π/3 r0^3Aということです。 基本的な質問で申し訳ございませんが、ご教示頂きましたら幸いです。 もしもクーロン力が強かったら？弱かったら？ 水素原子２個が核融合してヘリウム１個が形成される際に太陽光が発生するのですね。 もしもクーロン力が強すぎると、プラス電荷の陽子同士が強いクーロン斥力で反発しあい、中性子が仲介しても陽子同士が近づかずヘリウム原子核が形成できない、核融合が不可能で太陽光が発生しない感じですか。 もしもクーロン力が弱すぎると、万有引力による陽子同士の結合が速く核融合も速く進む、短期間で鉄原子核に落ち着いて安定し、太陽の寿命が短い感じですか。 原子核の中心に働くクーロン力について こんにちは、 下記は、銅原子の原子核の中心に働くクーロン力について計算したものです。 結果は、 4.170312491226533*10^12[N] と非常に大きい値になります。しかし、考えてみますと、原子核は、正に帯電していますので、反発力が働き、もっと小さいはずです。他の考え方で、原子核の中心に働くクーロン力を求めることはできないのでしょうか？ e1 = 1.6/10^19; r = 10^(-10); e = 8.854/10^12; F = (1/(4*Pi*e))*(e1^1/r^2)*29 天文学のお話。日本ではどのように考えられていた？ OKWAVE コラム 液滴模型と殻模型 原子核モデルの液滴模型と殻模型について、かんたんに説明してください。 お願いします。 イオン化エネルギーの違いについて ヘリウムのイオン化エネルギーは、第一イオン化エネルギーよりも第二イオン化エネルギーのほうが約４倍、大きくなっています。このことについて、これまでは (1)電子が２個あったのが１つになり、原子核から受けるクーロン力が２倍になる。 ↓ (2)エネルギーは力の2乗に比例するため、イオン化エネルギーは４倍になる。 と私は理解していました。ですがよく考えてみると、 電子が２個から１個になっても、陽子の数は変わらない。 ↓ 「陽子がつくる正の電場」は変化しない。 ↓ 電子が受けるクーロン力は変化しない。 のでは無いでしょうか？もしそうだとすれば、イオン化エネルギーの違いについてのこれまでの説明は成り立たなくなってしまいます。それとも、「電子がつくる負の電場」の影響を考える必要があって、 「電子がつくる負の電場」が「陽子がつくる正の電場」と相殺している。 ↓ 電子が２個から１個になると結果的に原子核の周りの電場が強くなる。 ↓ クーロン力をより強く受ける ということなのでしょうか？ ですが、もしそうだとしたら、負のイオンは原子核の周囲に負の電場が生じていることになり、そこに負の電荷が存在することはできない（弾き飛ばされてしまう）のではないでしょうか？ どなたか解説をお願いします。 イオン化エネルギー 問：フッ素と塩素では、塩素の方が第一イオン化エネルギーが小さいことを説明せよ。 とりあえず、 同一周期で塩素の方が原子の大きさが大きいから、塩素の最外殻(3p)の電子が原子核から受ける引力（クーロン力）がフッ素の最外殻(2p)が受けるそれより弱く、１価の陽イオンになるために電子を１個取る過程において必要なエネルギーが小さいから。 だと思ったのですが、教科書の有効核電荷の表を見ると、塩素の3p軌道の有効核電荷は6.12で、フッ素の2p軌道の有効核電荷は5.10でした。 つまり、塩素の3p電子の方がフッ素の2p電子よりも原子核から強い力で引っ張られてるってことじゃないですか？ これでは僕の回答と矛盾します。 では、上記の問いの答えは何なんでしょうか？？ mathematica 授業でmathematicaの問題でルートの計算を任意の桁数まで計算できる ようにプログラムを書けっていう問題があって、そのプログラムがよくわか りません。どうか教えてください。 エネルギー準位 光の物理について独学中です。 シュレディンガーの方程式において、当然のことながらポテンシャルエネルギーあるいは境界条件によって固有状態は違ってきます。教科書的には、クーロンポテンシャル、井戸型ポテンシャル、調和振動子ポテンシャルの場合が説明されています。 質問は、実際の原子や分子の電子状態において、これらの異なるポテンシャルがどのように連続的に関わってくるのかという点です。以下、具体的な質問をします。 １．原子や分子のエネルギー準位は基本的にはクーロンポテンシャルによって決められるバンド幅を持つ準位にあり、そこに光の電場による振動あるいは分子の振動による調和振動のエネルギーが加わるという考えかたでよいのでしょうか？ ２．クーロンポテンシャルによって決められるエネルギー準位に調和振動子ポテンシャルの準位が加算されることになるのですか？そして調和振動によるエネルギー準位がクーロンポテンシャルの準位間エネルギーギャップを超えるときにクーロンポテンシャルによる準位が一つ上のレベルに達すると考えてよいのでしょうか？ ３．価電子が調和振動によるエネルギー準位を加えるとき、価電子の存在するバンド幅は広がるのですか？ ４．半導体の場合、クーロンポテンシャルによって束縛されている電子が調和振動によるエネルギー準位を加えて（井戸型ポテンシャルから計算される）自由電子のエネルギー準位になると考えてよいのでしょうか？ 上記について教えていただければ幸いです。 「物理学のためのMathematica」（書籍）の中のプログラムが記載されたＨＰ 下記のMathematicaプログラムが記載されたＨＰをご教示頂きましたら幸いです。 物理学のためのMathematica―古典力学から宇宙論まで Computer in Education and Research 出版社: ピアソンエデュケーション 核分裂のエネルギー源について 原子核融合は、その際に起こる質量欠損により熱などのエネルギーを放出しますが、原子核分裂は、どのようにしてエネルギーを放出し、その熱エネルギーを原子力発電所などで利用しているのでしょうか。 ダークエネルギー68％、ダークマター27％。 宇宙内のエネルギーの内訳は、既知の物質が５％、残りがダークエネルギーとダークマターなようです。 仮にダークマターは質量を持っても原子核を持たず、電磁波に反応せず、クーロン力もローレンツ力も発生させず、既知の物質と衝突しないなら、ダークマターはエネルギーに変換したり換算したりできますか。 核エネルギーは、自然エネルギーですか。 原子に核エネルギーを封じ込めた、蓄積・結合させたエネルギーは、どのようなものでしょうか。 入力？した以上のエネルギーを出力？させると、この地球上のエネルギー量、熱量が増え、地球温暖化の原因になりませんか。 日本史の転換点？：赤穂浪士、池田屋事件、禁門の変に見る武士の忠義と正義 OKWAVE コラム 高エネルギーって何故必要なのですか？ 素粒子や原子核の実験で、加速器を使って粒子を高エネルギー状態にしますが、何故高エネルギーにするのですか？高エネルギー状態だと、どういう利点があるのでしょうか？ 核融合と核分裂、どちらにエネルギーがより必要？ 核子同士を結合させる核融合と、核子同士を引き離す核分裂では、どちらにエネルギーがより必要ですか。 原子核には互いに反発し合う陽子が含まれていますから、核分裂は比較的容易で必要なのはわずかなエネルギー、中性子１個の運動エネルギーのみですよね。 陽子がそれぞれ含まれている原子核２つを融合させるのは大仕事、大きなエネルギー、重い原子核同士を高速で衝突させる必要がありますよね。 そんな感じでしょうか。 Mathematicaの計算時間について Mathematicaで時間のかかる計算をしたいんですが、 長く走らせていると青いエラーメッセージのようなものがでます。 プログラムに間違いは無いのですが、 このまま走らせて置いた場合結果はいずれ出力されるのでしょうか？ このような場合何か設定をいじったほうがいいのでしょうか？ もしそうならどこをどういじればよいか教えていただけると助かります。 Mathematica4.1、Windows2000です。 核エネルギーの起源 短距離力の核力が外れて、核分裂のエネルギーが吹き出す際の、 エネルギーの起源は何でしょうか。 p-pのクーロン力 か、あるいは フェルミエネルギー か、 どちらが効いているのか知りたいと思います。クーロンは、 1/rですが、E_F～k_F^2～1/r^2なので、もしかしたら、 E_Fなのかなあ、と思っているのですが、専門家の方、教えて 下さい。 もう一つ、質量欠損mc^2は全てガンマ線の分だと思って良いのでしょうか。 イオン化エネルギー 同周期の原子番号が増えていくにつれて、イオン化エネルギーが増えたり、原子半径が小さくなっていくのは有効核電荷にどのような変化が起きてるからなのですか？ 至急！ 一次元のNaCl結晶の格子エネルギー(ただしクーロン力による部 至急！ 一次元のNaCl結晶の格子エネルギー(ただしクーロン力による部分のみ)を計算してください！お願いします！！ 単位はkJmol??とする。 ただし、1-1/2+1/3-1/4+…=log2(底はe)です 核エネルギーの貯蔵場所？ 原子力発電所では核分裂を発生させ、核エネルギーを取り出してくれているそうですが、核子（陽子と中性子）はエネルギーを貯蔵しているのですか。原子力発電に賛成や反対をしているのではないです。 原子核内における核子の運動エネルギー 下記質問において、No.5（shiaraさん）の回答についてです。 質量欠損って何がなくなったの？ http://okwave.jp/qa/q6607947.html shiaraさん、すみません、他の方が参照しやすいように全文掲載させてもらいます。 ____________________________________________________________________ 原子核は、陽子と中性子が集まって出来ています。これらはしっかり結びついていてまったく動かない、というものではありません。核力のポテンシャルは井戸型をしていて、陽子と中性子は、井戸型ポテンシャルの中で自由に動き回っていると考えられます。したがって、陽子と中性子は、運動エネルギーを持っています。これを原子核の外から見ると、原子核の質量は、陽子と中性子の質量の他に、陽子と中性子の持っている運動エネルギーから来る余分な質量を持っています。この余分な質量と運動エネルギーの関係は、よく知られているE=mc^2となります。 核分裂によって原子核が２つに分裂すると、それまで陽子と中性子が持っていた運動エネルギーの一部が、原子核全体の運動エネルギーに変わります。原子核全体としての運動エネルギーが増えるということは、温度が上昇するということです。これが原子炉で発生する熱となります。核分裂した後の原子核は、その原子核を作っている陽子と中性子の運動エネルギーが減っているため、原子核としての質量が減ることになります。これが質量欠損です。 ____________________________________________________________________ [質問1] 分裂前の原子に対して分裂後生成された原子では、原子核内の陽子と中性子の運動エネルギーが減るのは何故でしょうか？ 核分裂生成物は結合エネルギーが強いため、陽子と中性子が動きづらくなるからと解釈してもいいのでしょうか？ [質問2] 下記Wikipediaに、「自由な陽子と中性子を融合させると、その結合エネルギーに相当する約2.2MeVのガンマ線を放出することが知られている。」と記述されています。 これは、結合エネルギーの束縛により減った陽子と中性子の運動エネルギーが、2.2MeVのガンマ線として放出されたと理解してもいいのでしょうか？ 質量欠損 - Wikipedia http://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%B3%AA%E9%87%8F%E6%AC%A0%E6%90%8D 注目のQ&A 「You」や「I」が入った曲といえば？ Part2 結婚について考えていない大学生の彼氏について 関東の方に聞きたいです 大阪万博について 駅の清涼飲料水自販機 不倫の慰謝料の請求について 新型コロナウイルスがもたらした功績について教えて 旧姓を使う理由。 回復メディアの保存方法 好きな人を諦める方法 小諸市（長野県）在住でスキーやスノボをする方の用具 カテゴリ 学問・教育 自然科学 理科（小学校・中学校）化学物理学科学生物学地学天文学・宇宙科学環境学・生態学その他（自然科学） カテゴリ一覧を見る OKWAVE コラム 突然のトラブル？プリンター・メール・LINE編 携帯料金を賢く見直す！格安SIMと端末選びのポイントは？ 友達って必要？友情って何だろう 大震災時の現実とは？私たちができる備え 「結婚相談所は恥ずかしい」は時代遅れ！負け組の誤解と出会いの掴み方 あなたにピッタリな商品が見つかる！ OKWAVE セレクト コスメ化粧品 化粧水・クレンジングなど 健康食品・サプリ コンブチャなど バス用品 入浴剤・アミノ酸シャンプーなど スマホアプリ マッチングアプリなど ヘアケア 白髪染めヘアカラーなど インターネット回線 プロバイダ、光回線など
お礼
いつもお世話になります。 了解致しました。