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令和7年2月12日 (水)
化学・バイオ工学英語

🔷 物理

山形大学  工学部  化学・バイオ工学科  🔋 C1 伊藤 智博 📛 立花和宏
🔚 化学・バイオ工学英語 Web Class Syllabus 53275 📆 🎑 後期 C1 3-3301へ入室 32/30時間(2単位、15回)

物理学の歴史

  1 物理学の歴史
西暦 出来事
ものさし長さ
1604 ガリレイ(伊)落体の法則を発見、地動説を発表。
振り子時計 ( ⏱ 時間)
1687 ニュートン (英)、万有引力の法則を発見。
温度計 ( 温度)
18世紀 熱素の否定
1760 ワット(英)、 蒸気機関🚂を発明
1788 クーロン (仏)静電気に関するクーロンの法則を発見。
ボイルシャルルの法則 🔥⇒💪
1800 ボルタ(独)ボルタ電堆
1820 アンペール(仏)、電流の発見
1831 ヘンリー(米)モーターの発明。
1833 ファラデー(英)電気分解の法則を発見
1840 ジュール (英)電流の熱作用の法則を発見。
発電機 💪⇒⚡
20世紀
1905 アインシュタイン(独)特殊相対性理論
1924 ボーズ・アインシュタイン統計
1926 シュレーディンガー(独)波動力学の確立
1931 ウィルソン(英)半導体の理論
1948 トランジスタ
1960 レーザーの製作、マイマン(米)
1966 光ファイバーによる 通信、カオ(中)、ホッカム(英)
1970 CCDセンサーの発明、ボイル(加)、スミス(米)
1980
物理量 化学・バイオ工学英語 エネルギー化学
👨‍🏫 物理学史

SI基本単位

  2 基本単位 物理量
基本量SI基本単位
名称記号定義
📏 長さ メートル m 真空中の光の速さc を単位 m s-1で表したときに、 その数値を299 792 458と定めることによって定義される。 ここで、秒は セシウム 周波数∆νCsによって定義される
💪 質量 キログラム kg プランク定数 hを単位J s(kg m2 s−1 に等しい)で表したときに、その数値を6.626 070 15 × 10−34 と定めることによって定義される。ここで、メートルおよび秒は光の速さc および セシウム周波数∆νCs に関連して定義される。
時間 s 秒は、 セシウム 133 の原子の基底状態の二つの超微細構造準位の間の遷移に対応する放射の周期の9 192 631 770 倍の継続時間である
電流 アンペア A 電気素量 e を単位 C(A s に等しい)で表したときに、 その数値を 1.602 176 634×10-19と定めることによって定義される。ここで、秒は ∆νCs によって定義される。
🔥 🌡 温度 ケルビン K ボルツマン定数 kを単位J K-1(kg m2 s-2 K-1に等しい)で表わしたときに、その数値を1.380 649×10-23と定めることによって定義される
🌟 光度 カンデラ cd 周波数540 × 1012 Hzの単色放射の視感効果度Kcdを683 lm W -1と定めることにより定義される。
🧪 物質量 モル mol モル(記号は mol)は、物質量のSI単位であり、1モルには、厳密に6.022 140 76 × 1023 の要素粒子が含まれる。 この数は、アボガドロ定数 NA を単位 mol–1 で表したときの数値であり、アボガドロ数と呼ばれる。系の物質量(記号は n)は、特定された要素粒子の数の尺度である。要素粒子は、 原子分子、イオン、電子、その他の粒子、あるいは、粒子の集合体のいずれであってもよい。

物理量は、長さ 1 ) 、 電流 2 ) などの 基本単位で組み立てられます。

ISQの7つの基本料に対応して、SIには7つの基本単位が定められています 3 ) 4 ) 5 )

標準物質や実量器で校正されます。


SIの7つの定義定数と基本単位

  3 SIの7つの定義定数と基本単位
対応する基本単位 定義定数の説明 記号 定義値
(s) セシウム 133 原子の摂動を受けない基底状態の 超微細構造遷移 周波数 ΔνCs 9192631770 Hz
メートル (m) 真空中の光の速さ c 299792458 m/s
キログラム (kg) プランク定数 h 6.626 070 15 × 10−34 J s
アンペア (A) 電気素量 e 1.602 176 634 × 10−19 C
ケルビン (K) ボルツマン定数 k 1.380 649 × 10−23 J/K
モル (mol) アボガドロ定数 NA 6.022 140 76 × 1023 /mol
カンデラ (cd) 周波数 540×1012Hz単色放射の視感効果度 Kcd 683 lm/W

化学で使われる量・ 単位・記号 6 ) 7 )

1960年、 国際度量衡総会で国際単位系(略称SI)が制定されました 8 ) 9 ) 10 )

物理量記号 は, ラテン文字 または ギリシャ文字 の 1文字を用い,イタリック体(斜体)で印刷する。その内容を さらに明確にしたいときには,上つき添字または下つき添字(あるいは両方)に固有の意味をもたせて用い,さらに 場合に応じて,記号の直後に説明をカッコに入れて加える。 単位 の記号はローマン体(立体)で印刷する。物理量の 記号にも 単位 の記号にも,終わりにはピリオドをつけない 11 ) 12 ) *


長さ

Example fillrule-evenodd - demonstrates fill-rule:evenodd 10-1210-1010-810-610-410-21001021041061081010101210141016 原子核 コロイド ウイルス ボーア半径 可視光の波長 人の身長 地球の直径 一秒間に光が進む距離
  1 📏 長さ l/m
© K.Tachibana * , C1 Lab.

長さの測定 には、物差しやノギスを使います。 長さの測定は、光によるので、目視、レンズ、顕微鏡、望遠鏡などが使われます。

質量長さ に変換するには 天秤を使われます。

体積を 長さ に変換するには 液位 を使います。


電磁波

  4 電磁波
大分類 小分類 振動数 (周波数) 波長 λ( ラムダ) * 用途
長波 (LF) 40kHz
125kHz
7.5km
2.398km
電波時計
スマートキー
中波(MW) 📻ラジオ放送
短波(SW) 13.56MHz 📻ラジオ放送 NFC
VHF 📺アナログテレビ放送
UHF 470MHzから710MHz ( 地上デジタル )、 700M~900MHz( 4Gプラチナバンド ) 0.42~0.63m 0.33~0.42m 📺テレビ放送、 📱スマホ
マイクロ波 1.5G~3.5GHz( 4G ) 、 2.4GHz /5GHz( WiFi )
3.7GHz/4.5GHz( 5G) 28GHz(5G)
90G~300GHz( 6G)
125mm

0.99~3.33mm
電子レンジ、📱スマホ、 📶WiFi 秒の定義
赤外線 遠赤外線 0.2~74THz 4μm~1000μm 床暖房
近赤外線 1310nm,1550nm 光ケーブル
可視光 650nm (CD,DVD) 音楽記録 映像記録
566THz
540THz
530nm
555nm

カンデラ (cd)の 定義
405nm ( ブルーレイ ) ビデオ記録
紫外線 UVA 320~400nm
365nm

ブラックライト
UVB 280~320nm
UVC 100~280nm
254nm

殺菌灯
X線 ☢レントゲン ☢結晶構造解析
ガンマ線 ☢γナイフ

人間が、直接 認識できるのは、 電磁波のうち、可視光と一部の赤外線だけです。


エネルギーの種類

  5 0.  29  エネルギーの種類
kWhJ 関係式 示強性変数 示量性変数 物質量あたり
マクロ
粒子あたり
ミクロ
🧪 化学エネルギーG G=⊿H-TS 化学ポテンシャル 物質量〔mol アボガドロ数
NA
🔥 熱エネルギー 🖱
Q= TS
RT
温度 T 〔Kエントロピー S 〔J/K気体定数 R 〔J/K・mol ボルツマン定数  kB 〔J/K
💪 力学的エネルギー  E 🖱 W= pV 圧力 p 〔Pa 体積 V 〔m3理想気体のモル体積 x 〔L/mol
電気エネルギー E 🖱
E=VQ
E=nFE
電圧 V 〔V 電気量 Q 〔C ファラデー定数 F 〔C/mol 電気素量 e 〔C
🌟 光エネルギー E E=hν 振動数 ν 〔Hzプランク定数 h 〔J・s

エネルギーは、相互に エネルギー変換できます。 エネルギーは保存則でなくなりませんが、有効な仕事として利用できるエネルギー(エクセルギー)の割合は減っていき、廃熱(アネルギー)の割合が増えていきます。 その意味で、熱エネルギーはエネルギーの廃棄物と言えます。

状態量

ギリシャ文字

  6 ギリシャ文字
日本語 html
Α(アルファ)α(アルファ) Α(Alpha)α(alpha) α崩壊
Β(ベータ)β(ベータ) Β(Beta)β(beta) β崩壊
Γ(ガンマ)γ(ガンマ) Γ(Gamma)γ(gamma) Γ関数 、γ崩壊 、活量係数γ
Δ(デルタ)δ(デルタ)(デルタ) Δ(Delta)δ(delta) 差分Δ
Ε(イプシロン)ε(イプシロン) Ε(Epsilon)ε(epsilon)
[数学]微少量、ε-δ論法
[統計]誤差
[電磁気] 誘電率ε
Ζ(ゼータ、ツェータ)ζ(ゼータ、ツェータ) Ζ(Zeta)ζ(zeta)
[制御] ダンピング係数
[電気化学]ゼータ電位
Η(イータ)η(イータ) Η(Eta)η(eta)
[物理] 粘性係数
[電気] 電力効率・電源効率など
[電気化学]過電圧
Θ(シータ)θ(シータ) Θ(Theta)θ(theta)
[数学] 角度
Ι(イオタ)ι(イオタ) Ι(Theta)ι(theta)
Κ(カッパ)κ(カッパ) Κ(Kappa)κ(kappa)
[電気化学] 導電率κ
[数学] 曲率
[物理] 比熱比
Λ(ラムダ)λ(ラムダ) Λ(Lambda)λ(lambda)
[電気化学] 当量導電率
[数学] 固有値λ
[プログラミング] ラムダ式
[物理] 波長λ ・弾性率・熱伝導率
Μ(ミュー)μ(ミュー) Μ(Mu)μ(mu)
[全般] 単位の接頭辞(マイクロ)
[化学]化学ポテンシャルμ
[統計] 母平均
[物理] 透磁率・摩擦係数・ずり弾性率・粘性係数
Ν(ニュー)ν(ニュー) Ν(Nu)ν(nu)
[電磁気] 周波数(振動数)
[物理] 動粘性係数
Ξ(グザイ、クシー)ξ(グザイ、クシー) Ξ(Xi)ξ(xi)
Ο(オミクロン)ο(オミクロン) Ο(Pi)ο(pi) ο株
Π(パイ)π(パイ) Π(Pi)π(pi) 総乗(総積)Π 円周率ππ軌道(結合)
Ρ(ロー)ρ(ロー) Ρ(Rho)ρ(rho) 抵抗率ρ
Σ(シグマ)σ(シグマ) Σ(Sigma)σ(sigma) 、ς
[化学] σ軌道(結合)
[数学] 数列の和、総和Σ
[統計] 母標準偏差
[電気] 導電率
[物理] 応力・ポアソン比
Τ(タウ)τ(タウ) Τ(Tau)τ(tau)
[電気] [制御] 時定数
Φ(ファイ)φ(ファイ) Φ(Phi)φ(phi) 位相角 φ
Χ(カイ)χ(カイ) Χ(Chi)χ(chi) χ2分布
Ψ(プサイ、プシー)ψ(プサイ、プシー) Ψ(Psi)ψ(psi) 波動関数(Wave Function) ψ
Ω(オメガ)ω(オメガ) Ω(Omega)ω(omega) 電気抵抗の単位 Ω (オーム) 、角周波数ω

pythonmatplotlibでは、 TeXが使えます。ギリシャ文字は \+unicodeで指定します。

物理量記号 は, ラテン文字 または ギリシャ文字 の 1文字を用い,イタリック体(斜体)で印刷する。その内容を さらに明確にしたいときには,上つき添字または下つき添字(あるいは両方)に固有の意味をもたせて用い,さらに 場合に応じて,記号の直後に説明をカッコに入れて加える。 単位 の記号はローマン体(立体)で印刷する。物理量の 記号にも 単位 の記号にも,終わりにはピリオドをつけない 13 ) 14 ) *


セルの電気抵抗と電解液の抵抗率

  2 セルの電気抵抗と電解液の抵抗率
©2023 K.Tachibana, C1
15 )


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名称: 教育用公開ウェブサービス
URL: 🔗 https://edu.yz.yamagata-u.ac.jp/
管理運用 山形大学 学術情報基盤センター

🏫 学問の自由 は、心の自由。 大学では、精神は自由であらねばならない。(松木健三)
名称:C1ラボラトリー
URL:🔗 https://c1.yz.yamagata-u.ac.jp/
管理運用
山形大学 工学部 化学・バイオ工学科 応用化学・化学工学コース
C1ラボラトリー ( 伊藤智博立花和宏 ) @ 米沢

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