バンドギャップについて復習。WikiPediaよりほぼコピペ。ところどころ読みやすい様に改変。筆者のメモなので無視してください。 バンドギャップ（Band gap、禁止帯、禁制帯）とは、 広義の意味は、結晶のバンド構造において電子が存在できない領域全般を指す…

ベイエリアのサンフランシスコとオークランドを結ぶベイブリッジ。 今修復工事が行われていて、Labor Day(2013/9/2)には終わるはずだったが、修復工事に使われていたボルトに欠陥が見つかって大問題になっている。 どうも、ボルト内部で「水素脆化」が起こっ…

今日のMountain Viewは、27度まで温度が上がるらしい。 駐車場に停めてあった車にさきほど乗ったら、ボンネットは触れない位熱くなっていた。 車のボンネットが気温以上に熱くなるのは、太陽からの「輻射熱」による。 何度か書いているが、熱エネルギーとい…

ピーター・ウェア・ヒッグスが素粒子に重さを与える仮定としての理論を提唱したのが、1964年。筆者が素粒子論を勉強したのは1978年なので、ヒッグスの提唱からは14年経っている。 1978年の時点で、CERN（欧州原子核研究機構）による初代の加速器LEP(Large El…

昨日は「新しい粒子が発見された可能性が高い」というCERNの発表があり、夜飲みに行った焼肉屋でも、良いビールの肴となった。なお、発表ではこの新しい粒子が「ヒッグス粒子」であるとは確定的には説明されていない。 発表スライドでは、「Observation of a…

下の写真はSLAC(Stanford Linear Accelerator Center)という、スタンフォード大学の構内にある「線形加速器」。サンフランシスコから南にI-280を30分ほど車で走ると、I-280の下を通って伸びているこの施設が見える。我が家からも車で20分程度。写真の左上か…

ガンマ線は、数日前に書いた様に「波長が10pm(=10x10^-12 m=0.00000000001 m)以下の電磁波」を言う。 波長が極めて短い「X線(X-rays)」や「ガンマ線(γ-rays)」は「電離作用」があるので、その照射範囲にあるDNAを傷つけ、生物体にとって極めて有害である。幸…

昨日、理想的な黒体をある温度に熱したときに輻射される電磁波（光）の波長依存カーブ（＝プランク分布（右の図））について書いたが、ポイントは、 (1) 温度を上げると、輻射強度は大きくなる (2) 温度を上げると、輻射強度のピークは左（波長が短い方向）…

WikiPediaから借用してきた電磁波の波長（振動数）による分類図を下記に掲載する。 こうやって見ると、改めて可視光(400nm~700nm)というのは狭い範囲だと感じる。 横軸が対数なので左の方（波長がすごく短いところ）が広い範囲に感じる。 波長の極めて短い「…

熱輻射（熱放射）について色々考えている。 WikiPediaによると、その定義は下記。 熱輻射とは、熱が電磁波として運ばれる現象。または物体が熱を電磁波として放出する現象をさす。 熱を運ぶ他の方法には、熱伝導、熱対流があるが、熱伝導は物体が移動せず直…

レントゲン等で使われる「X線」も、放射性物質から放射される「ガンマ線」も電磁波の１種であり、その電磁波としての振る舞いに違いは無く、波長領域もオーバーラップしている。 その呼び方の違いは「発生機構」によっている。 「原子核内のエネルギー準位の…

上の写真は衝突間近な銀河。下がエッジオン銀河vv340A、上がフェイスオン銀河vv340B。 詳細はHarvard Univのこちらのサイトに。 「450 million light years from Earth」ということなので、4億5000万光年先での出来事。今見ている光景は4億5000万年前のもの…

電磁波の話に戻る。ちょっと散文的でくどいが自分の為のメモなので悪しからず。 電磁波についてWikiPediaには下記の様に書かれている。 電磁波と言うのは空間が振動して生じた連続性を持ったエネルギーの波動である。 空間が振動して伝わるエネルギーを電磁…

Mountain Viewは昨日もいい天気であったが今日は一転涼しくて最高気温予想は14度。 昨日の記事の続きであるが、どうしても「エントロピーが増える＝平衡状態に向かう＝宇宙は熱的死に向かう」というのがピンと来ない。ミクロな箱の中等で考えれば確かにそう…

上の写真は、私達の銀河系から一番近い銀河の「アンドロメダ座のM３１星雲」。 溜め息が出る位きれいである。この宇宙の「エントロピー」が刻々大きくなっており、やがて熱的死に至るとはとても思えない。熱力学の第2法則が間違いであって欲しい。 さて、こ…

ここ最近、「輻射による放熱」とか「LEDから発せられる光」とか「太陽エネルギー」とか色々考えているが、これらは別の面から見れば皆「電磁波」である。 電磁波とは、空間の電場と磁場の変化によって形成された波（波動）のことである。電界と磁界がお互い…

繰り返しになるが「LSIチップ」「太陽光発電パネル」「LED照明」とも半導体が基本的な素子として使われている。 暫く前のブログで、色々な半導体を「バンドギャップ」の大きさ（小さい順）でリストアップした。WikiPediaを参照しているがここに再掲すると、 …

「人体表面の熱輻射率は0.95と大変良い」と昨日書いたが、どれ位のエネルギー（ワット）が電磁波として身体から出て行くのか、シュテファン・ボルツマンの公式を使って計算してみた。前回同様「輻射の対象物は遠くにある(A1>>A2)」と仮定して下記の近似式を…

熱輻射（熱放射：thermal radiation）について、もう少し詳しく。と言ってもWikiPediaを大幅に参考にさせてもらっているが。（WikiPediaでは「熱放射」と書かれているが、ここでは「熱輻射」に表記を変えさせてもらった。） 熱輻射は、熱が電磁波として運ば…

発熱源であるところの「半導体(P/N)の接合面(Junction)」から熱を効率よく排出するためには、より広くて放射効率の良いヒートシンクに熱を伝達（伝導）しなければいけない。 その熱伝達の経路はすべて熱抵抗を低く（＝熱伝導率を高く）する。どんなに立派な…

熱の伝わり方には下記の３つがある。 (1) 熱伝導 (2) 熱対流 (3) 熱輻射（熱放射） LEDにしろ、LSIチップにしろ、PVパネルにしろ、このどれかまたは組み合わせで熱を外に排出しなければいけない。 「水冷」にでもしない限り、熱は「周囲の空気」に捨てざるを…

エントロピーは、「重複度（複雑度、乱雑さ）」ではなくて「重複度の対数」に比例する。 前回の50枚のコインをわ〜〜と投げたときの裏表の出る可能性（重複度）のグラフを「リニア」で表現すると下記だが 「対数」で表現すると下記となる(底は10)。 リニアで…

（誤記を改めました。） 「エントロピーとは何ぞや？」という、よく分かっていない内容を考え続けている。 実際は、気体や液体の分子の複雑な動きであるが、引き続きコインの裏表で「乱雑度」「重複度」「整然さ」とか言った事を考える。 先回はコインが3枚…

さて、エントロピーの元になる考え方の「系が定められたエネルギー・体積の下でとりうる状態の数」というのは非常に理解が難しいが、一つの例はコインの裏表である。 コインが一つなら取りうる可能性は「表」か「裏」の２つしか無い。 １枚が表 ：１種類 １…

ということで、「エントロピー」「熱含量(エンタルピー)」「熱容量」「比熱容量」について色々考えてみたが、いままでいい加減にしか考えていなかった事がよくわかった。 反省。 この中では「エントロピー」が一番分かりにくいと思う。（でも「エントロピー…

で、「熱容量」はその大きさや質量によって変わる。同じ水でも100ccと1,000ccではその「熱容量」（暖まり易さ）は10倍違う。1,000ccの水は100ccの水よりは10倍暖まりにくい。 これを、同じ質量で各物質の「熱容量」を比較したものが「比熱容量」。いわゆる「…

「温度」と「エネルギー」の関係について考えている。昨日は「熱含量（エンタルピー）」について考えたが、今日は「熱容量」について。 下記はWikiPediaの記述。 「熱容量」とは系に対してエネルギーの出入りがあったとき、そのエネルギーの出入りが系の温度…

エンタルピー（enthalpy)というややこしい名前の物理量がある。以下、WikiPediaより。 「熱含量」ともいう。熱力学における示量性状態量のひとつである。 物質の発熱・吸熱挙動、及び、外部に対する仕事量にかかわる値である。 物質が発熱して外部に熱を出す…

台北から日本に移動。 台北・松山空港を離陸して２０分ほどで巡航高度に達し、その後しばらくは「雲海」が非常にきれいだった。飛行機は雲の海の上を滑る様に飛行。「雲海」がまさに「穏やかな海」という感じであった。 飛行機の中で飲んだペリエの缶を見て…

数日前に書いた様に、熱力学的には「カロリー」を使ってはいけない事になっている。「ジュール(joule)」を使わなければいけない。直感的にはカロリーの方が分かり易いのだが..... 以下、WikiPediaの記述を元に、筆者が抜粋・加筆して纏めてみた。 「ジュール…