センタンはCentralと書いて、英語読みならセントラルです。

 ただし東南アジアでは、「単語末の「L」は「N」と発音する」という発音ルールがあるので、センタン。

 

 タイ最大の高級ショッピングストアチェーンでパタヤには2か所あります。

 バンコクだと多分、10か所近くあると思われるもので、新しいSCができているのでどちらかというと老舗というイメージになりますが、タイの街ランキングみたいなものがあるとすれば、「センタンがある」というのはその尺度になるくらいのものです。

 

 拙宅隣がセンタンなので、「勉強しかできない環境で勉強する」という主旨ならセンタンで勉強するのかな,,,と。

 営業開始の11時に合わせて自宅を出ましたが、数分早めでした。

 拙宅玄関から徒歩1分の場所なので,,,

 

 複数か所入り口があり、最短時間でアクセスるためには開放されている地階フロアーのエスカレータを使うのがイイみたい  

 ちょっとイメージが違うのですが、今日勉強した場所はこんな場所。

 私が想定したのはちゃんとした机といすがある場所で、スマホ電源もあるところだったのですが、改装でなくなったみたいです。

 日々、レイアウト変更されているので、ここもいつまであるかわかりません。

 

 ここは5階であり、通行量僅少なので、勉強するのならここなんでしょうね。

 膝の上にテキストを乗せて2時間弱。

 第2章太陽について、1章分で7節分が完了したので、今日の分はこれで完了

 

 ソファーなのでゆったり勉強でき、姿勢がきついということはありませんでしたが寒すぎます。

 

 下は薄手のスラックスなので問題ありませんが、上は半そでだときつかったです。

 センタンで働くタイ人スタッフもほぼ全員長袖なので、次回来るのであれば長そでを羽織ってくるんでしょうね。

 センタン内には何か所かのくつろぎスペースがあります。

 ここは2階で、前を歩く客の数が多いのでちょっと落ち着きません。

 次善の場所ですかね。

 センタン内の喫茶店がたくさんあり、その店ごとに喫茶スペースが用意されています。ただしこういう場所は店の客優先というか、最低限のマナーとして関係ない客が座るべきではないのですが、手前の二人は客でないみたいです。

 

 ちなみに私は地階のスーパーで買い物をして帰ったので、施設ただ乗りはしていないつもりです,,,

 

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 朝3時前に起きてオリオン座再チャレンジ。

 ベランダでHAX125DXを動かしながら、さて何をしようか,,と。

 

 まずはいつものようにインスタントコーヒーをいれて、「極・宇宙を解く」,,,はちょっとなあということで、前回20回、私が受験した天文宇宙検定2級の解説動画が検定委員会から出たはずなのでそれを視聴しようかと。

 

 で、Youtubeで「天文宇宙検定2級」とか「第20回 ,,,」を入れても検索できません。

 

 ということで委員会HPに戻って、HPから入ると下記が出てきました。 

 何度か確認しましたが結局、HPからしか動画に入ることができず、よくよく見ると,,,

 「∞ 限定公開」と書いてあり、調べると「動画のURLを知っている人のみに視聴を許可する設定」だそうです。

 前回は普通にアクセスできましたけどね,,,

 ちなみに解説動画自体はちゃんと視聴できるのですが、表示されているURLで検索すると出てきたのは上掲の動画で、結局、動画を見るためには検定HPから辿るしかないようです。,,,ちなみに私はタイ在住なので上掲のようなタイの話題に関する動画が検索されたのかもしれませんが,,,

 

 

 M42だといつもはHα主体の写真になってしまい、かつ、中心部よりも広大に広がる雲のひだを強調するような画像に仕上げがち,,,なのでトラペジウム辺りは光に潰れてしまっています。

 

 今朝、午前4時から雲が切れるのを待って,,,単に寝坊しただけ,,,M42の撮影

 

 結果的に言うと、三脚の足を盛大に張出したためベランダ手すりと干渉してしまい、午前4時過ぎでギリギリM42が望遠鏡で見えるくらいで、M42の前に燃える木/馬頭を狙ったですが庇にぶつかり見えませんでした

 ,,,望遠鏡を手すりに寄せるよう改良済み。

 

 昨日、天文学事典で見たM42の

 ・トラペジウム

 ・暗黒湾

 ・バー

 と名付けられた景色が見たいものと近赤外域撮影。

 640nm以下をカットしているので、Hαは透過します。

 

 HAC125DX(D125㎜、L250㎜)

 ASI662MM(モノクロカメラ)

 IR640ProⅡ(可視光カットフィルター)

 AM5赤道儀+オートガイド

 10秒露出✕10分 Gain L

 ASIAIR Mini制御

 ダーク減算あり

 

 等倍 正方カットのみ

 結局まともに撮影できたのはM42のみ。

 これ以降は星が見えず導入も困難な状況。

 このM42も薄雲の影響が出てシャープさはありません

 上掲、天文学事典程度の画角にトリミング

 

 寝起きでピントそのままの撮影だったので、ちょっとピント甘いですね。

 

 天文学事典の暗黒湾と「バー」がはっきりと見えています。

 いつもだとトラペジウムも含め、「バー」は中心部の光に埋もれてしまいますが、「バー:線」がくっきりと見えています。

 

 ちなみに現時点で、この「バー」が何を意味するのか不明,,,です。

 

 トラペジウム部を見るために強拡大したもの

 (写真素材は同じものです)

 まあ何とか台形配置の4つの星が見えています

 

 昼間エレベータホールの北面ベランダから太陽観察しているといつも声をかけてくるおじさんがいて、米系かな?

 

 なぜかタイミングが合うんです。

 私が望遠鏡で太陽を見る時間なんて20分間くらいなのですが、その時に合わせるかのように、朝の買い物に出てきます。

 

 今日も自動車免許証更新に必要な健康診断を「買い」に出かけたのですが、外出のために降りようとした時、また1000円ほどで診断書を買って戻った時も、同じエレベータになって,,,

 

 今日、外出のためにエレベータで降りようとして、目が合って、ちょっと来て,,,と。

 

 彼の部屋は同じ並びで10室ほど離れたところにあり、前も一度訪問した時があり、望遠鏡をパタヤに来てから買ってパタヤ湾を見ているのだが、どうも調子が悪くて,,,と。

 反射なので、地上景を観るには不適当なものでした。

 

 今日呼ばれたのは、その望遠鏡を上げるから,,,と。

 要らないとも言えない状況で、気乗りしなかったのですが、一応持ち帰ることに。

 

 多分変なもの貰っちゃったなという顔をしていたと思います

 これをそのまま使う気はなくて、部品取りにでもできるかな,,,

 接眼鏡、バローは一通りそろっているようですが、埃が被っています。

 我々がいつも使うアメリカンサイズではなくて、接眼部の径は一回り小さく、この鏡筒専用にしか使えなさそうです。

 中を覗き込んだのですが、

 ・反射鏡は新しそうです。埃が入らないように蓋はしてありました。

 ・ドローチューブの管内側がメッキで反射面になっています。

 ・鏡筒内側は黒く塗られていますが、つや消しになっていなさそう,,,

 ・スパイダーは根本も黒く塗ってもらいたいなあ

 英語の説明書があって、

 ・焦点距離は700㎜のようです

 ・口径は不明ながら、箱にある70076という名前から、76㎜径なんですかね

 ・メーカーの名前が見当たりません。

 

 自動車免許証の更新作業でレジデンス証明が必要になり、ジョムティエン地区のイミグレーションへ。

 朝9時ごろ到着,,,閑散としています。

 営業開始が8時半で、パタヤ住民は一般に朝が遅いので10時半から込みだします。

 手続き自体は10分ほどで完了,,,まあ手慣れたものでいつも必要書類をばっちり用意してますので,,,

 

 ただし証明証渡しは午前11時からとのこと

 

 前回1カ月前にも来ていますが、その時には午後1時半ごろに来て午後4時渡しだったので、その日は自宅に戻り翌朝取りに来ました。

 今回は前回の教訓を生かし?、涼しい場所なら勉強が捗るだろうと検定1級教科書「極・宇宙を解く」持参。

 

 難を言えば計算問題ができないことと、不明な用語をPCで調べられないこと。

 昨日から始めた第??回目のテキスト精読。

 「問題集を解きながら該当の節を読む」というスタイルにして、バラバラに読み始めたので、ラップを防ぐために表を作りました。

 

 今朝のイミグレでは2時間ほどの勉強でしたが、ネットもなく気も散らないので第49節から第55節まで一気に進みました。随分と効率の良い感じです。

 やっぱり勉強には環境整備が必要かな。

 

 スタバのコーヒー1杯でソファーに座りながらゆったりと勉強するスタイルにでもしてみようか,,,

 

 

 天文時事について、個人として思い浮かぶ項目として、

 ・恒星間天体 3i/atlas: 軌道概要、名称の意味、過去の天体、観測体制など

 ・低緯度オーロラ:メカニズム、色

 ・太陽質量放出:メカニズム、被害、対処

 ・アルテミス計画:計画進捗、別途宇宙開発として取りまとめ(以下同)

 ・火星計画:米国民間企業の動き、JAXAのMMX

 ・JAXA 新型こうのとり:新旧比較

 

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 ともあれ、過去問を分析して今後の勉強の方向性について考えてみようと作業開始

 

 手持ちの15回~19回検定までの5回分で、直近の年号が入っている程度のものも含め天文時事と呼べそうな問題をリストアップしてました。

 なお直近第20回はまだ「未開封」なので含みません。

 この資料、紙幅に収まるように内容を間引いていますので、申し訳ありませんが、分かりやすくなっていません,,,

 

 上表から天文時事出題傾向としてわかったこと

 ・1回の試験あたり3~5題、平均3.6題

 ・年号が入ってるだけで、もともと宇宙関連の話題のものも含めています

 ・「天文史」に割り振られるものも含んでいます

 ・前後1年程度の話題がほとんどで、多くは1年前から当該年の話題となっている

 

 上記を取りまとめたのは、今後、天文時事の話題を拾うのにどういった方面の話題に着目すべきなのかを調べたかったためです。

 またリストアップすべき期間もおぼろげながらわかりました。

 

① 天体現象

 AstroArtsさんの「星空ガイド」のリストを眺めて、特筆すべきものがあるか見ているところ,,,あまりなさそうです。

 

② 天文ニュース

 同じくAstroArtsさんの記事アーカイブ

 こちらはsoraeの一覧

 当面、過去2年分くらいを総覧してそれっぽい記事を探すのかな?

 

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 ということで手始めに「重要科学技術史資料」

 この科学博物館が登録している「重要科学技術史資料」、別名は未来技術遺産

 

https://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%87%8D%E8%A6%81%E7%A7%91%E5%AD%A6%E6%8A%80%E8%A1%93%E5%8F%B2%E8%B3%87%E6%96%99

 wikiにリストがあって、第1回選出が2008年で、23件が一括登録されていて、2024年までに総計381件となっています。

 第1号は「特別高圧油入変圧器」というものだそうで、日本で現存最古の変圧器だそうです。東電所有、東芝製造。

 第2号は「巡洋戦艦「金剛」搭載ボイラー」,,,

 

 科学技術遺産だからこうなるのかなというところから始まり、初年度最後の登録案件がH-Ⅱロケット7号機。ちょっと?なのは、ロケットって打ち上げるから現存しているの?

 

 ともあれ、リストを括っていくと、八木アンテナとかタカジアスターゼなどから集積回路、フロッピーディスク、デジカメ。まあそうでしょうというものが並んでいます。

 リストを全部調べて天文系はざっくりみて、上記だけのようです。

 第14回2021年にプラネタリウム関連で五藤とミノルタ、西村のものが3件登録されていて、第18回2025年登録分として望遠鏡が4機登録。

 

 2021年のプラネタリウムはプラネタリウム100年に合わせれば何とか問題になりそうだったかも、でも西村とかミノルタみたいな企業名は検定問題にはふさわしくなさそう。

 

 2025年って望遠鏡の登録が4件だから、1件をダミーと置き換えて正誤問題なら作れそう。2025年でまだ旬だし,,,

 

 

 

 例えばこの過去問。

 グラフを見るとソフトとハードという部分があり、上掲本試験ではソフト部の温度を見積もるというのが問題になっていますが、このソフトとハードの部分の温度を見積もる問題が一級テキストの演習問題にもなっています。

 であるから、演習問題もおざなりにせず、もれなくテキストは解きましょう,,,というのが一つ目の教訓。

 

 演習問題の解答編を見ると解法の流れは示されておらず、ソフトについてはX線の領域であるという解説があるだけです。

 ハードについては超高温プラズマ状態になっていて、電磁放射(X 線放射)は主に,軽くて高速で飛び回る電子が担っていてこの温度は電子の温度とあります。

 また、電子より 1800 倍重い陽子はあまり電磁 放射は出さないものの,陽子の温度は実は電子よりも高温で,10^12 K(1 兆 K)にも達するとのこと。

 解答編でありながら解説が主体の内容になっています。

 

 では本題、これをどう解くのか?

 公式解答等では、

 「1 keVから2 keV付近であることがわかり、ウィー ンの変位則などから、およそ10^7 Kの高温プラズマの熱放射と考えてよい。10^3 Kだと“低温”すぎてほとんどX線はでない。高温度星などで10^5 Kぐらいになると、少しぐらいはX線も放射される。ブラックホール近傍ではガスの状態によっては10^9 Kもの高温になることもあって、図のハード成分がそれに近い」とあります。

 解法については「ウィーンの変位則などから」とあるだけで、やはりここでも背景知識というか温度についての相場感が示されているだけです。

 

 示されている流れに従えば、E=2keVと、λ=hc/Eから波長を求め、

 ウィーンの変位則「λmax・T=2.9✕10^-3」の式からTを求める

 ということになりそうです。

 

 ただし上掲計算をするにはプランク定数/光速度が必要ですし、何か間違えそうです,,,私は間違えました。

 

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 このはくちょう座X-1は「ブラックホール連星」ということで1節設けられているものであり、出題者/テキスト著者としては、演習問題を解いて「ブラックホールの質量とか温度」はざっくりとつかんでおいてと言いたいのだろうなあ、、、

 

 ではどうするのか?

対処① 計算で求める

 解答例にあるように、E=2keVとλ=hc/Eから波長を求め、ウィーンの変位則で求めるのはいかにも面倒。

 

 私は「可視光は1eV程度で500nm、6000k」という相場観があります。

 計算には加減乗除しか入っていないので、2keVなので6000kを2000倍して10^7kを選ぶ。,,,これで正解です。

 

対処② 広範な相場感を身につける

 10^3 Kだと“低温”すぎてほとんどX線はでない。

 高温度星などで10^5 Kぐらいになると少しぐらいはX線も放射される。

 ブラックホール近傍ではガスの状態によっては10^9 Kもの高温になることも。

 

 上記のような相場感を持つ。あるいはソフト=10^7 Kと覚える。

 

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 相場観についてもう一つの話題

 これは同じはくちょう座X-1のX線時間変動図です。

 過去問で、上図で赤く囲った横軸の数値を消して、横軸のタイムスケールを問う問題がでました。

 試験問題自体に何もヒントありません。

 

 このグラフの横軸の範囲が「約1分間である」ということを知らなければ解けない問題です。

 テキスト本文には「放射されるX線は数秒からミリ秒程度の非常に短いタイムスケールで時間変動する」とあり、日ごろからグラフを見て横軸は約1分なんだ,,,と見ておけば、解けるわけです。

 

 私の結論としては、テキスト本文を読み込んで、各種の相場感を身に着けておく必要がある、ということ。

 

 

 

 

 

 

 

 

 2025/11/22~23

 HAC125DX(D125㎜  L250㎜)

 ASI662MM(モノクロカメラ)

 IR640ProⅡ(可視光カットフィルター)

 AM5赤道儀+オートガイド

 10秒露出✕10分 Gain L

 ASIAIR Mini制御

 ダーク減算

HAC125DX ファーストライト いて座M22 正方トリミングのみ

HAC125DX こぎつね座M27 亜鈴状星雲  正方トリミングのみ

DWARF3による 15秒 Gain120 デュアルバンドフィルター 正方トリミング+α

雲があるため色合いがちょっと変です

次回はHAC125DX+ASI662MCにてカラー撮影を予定

HAC125DX とも座 NGC1851 Caldwell 73  正方トリミングのみ

これだけ2025年11月23日

天の川銀河から外れているので、バックの星が少ない,,,ちょっと寂しい

オマケ DWARF3による新月

 実は先ほどまで1時間ちょっと、タイ交通省HPで免許更新ビデオ講習を受講していました。

 

 ビデオ自体は全編タイ語なんですが、For Foreignerボタンを押すと英語での案内になり、、、それでもビデオ自体はタイ語でこれを1時間視聴することに。

 全4編からなる動画で、ズルをしないようにキーボードに触るとビデオは止まり、また1編ごと完了後3分以内に確認ボタンを押さないと視聴が無効になるシステム。

 この間、机での作業ができません。

 

 ということで私はiPadでYoutube動画視聴。

 Youtubeなので随分とキャッチーな表題ですが、内容は現時点で解明されていない初期宇宙での巨大ブラックホール形成についての観測事実,,,という内容でこれを5回ほど繰り返し視聴。

 

 ブラックホールには現時点で観測されているサイズとして、

 ・太陽質量の数十倍程度までの「恒星サイズブラックホール」

 ・銀河中心にあるような太陽質量10^5~10^10サイズのブラックホール

 の2種があり、教科書で習うのは、

 ・太陽質量40倍程度以上の主系列星が超新星爆発でブラックホールになる

 ・太陽質量数十倍のブラックホール同士が合体する(LIGO重力波観測)

 であり、銀河中心サイズのブラックホールについての生成の説明はありません。

 

 一方で、宇宙誕生10億年くらいで銀河やクエーサーができていて、その中心には巨大ブラックホールがあり、このブラックホールはどうやってできたのか?

 

 教科書ではエディントン限界というものを習い、これは恒星や銀河が重力で物を引き寄せつつ、光度が大きくなると輻射圧で周りのガスを吹き飛ばしてしまうため釣り合うのだと習います。

 

 ブラックホールの周囲には降着円盤ができますが、順次物質をブラックホールが飲み込んでいく過程で、周りのガスを引き寄せるとこれは一旦降着円盤として周囲に降着してこの明るさが明るくなります。明るさがエディントン限界を超えてしまうと輻射圧で逆に周りに引き寄せられつつあったガスを弾き飛ばしてしまうためブラックホールの成長速度が押さえられ、輻射圧も収まります。

 宇宙誕生後10億年くらいで巨大ブラックホールはできないだろうとも考えられるわけです。

 この動画ではJWSTで暗黒時代~ファーストスター辺りの巨大ブラックホールを観測しましたというもの

 ブラックホールの成立にはLighSeeding(軽い種)とHeavySeeding(重い種)という二つの考えがあると説明されています。

 

 画面左にあるLighSeedingだとエディントン限界により制約があり大きく成長できないが、HeavySeedingだとエディントン限界の10倍ほどまで光度を上げられる,,,光度を上げても輻射圧により周辺ガスは吹き飛ばされない機構があるのでは?という図。

 JWSTの2種類の中間赤外線/近赤外線カメラで波長を観測したところ、赤方偏移3.965、ビックバンから15億年後の天体をとらえられたというもの

 観測された天体LID-568は太陽質量の10^7倍で、エディントン限界40倍以上の明るさで周辺物質を降着させていることが判明。

 

 天体を3種類の波長で撮影したもの。

 

 真ん中が見たままの図。ちょっと見にくいですが「C」が天体の位置

 A、B、Dあたりに光る点が見えています。

 

 右側の図は+494㎞/s相当で波長を振ったもので、図中心のCしか光って見えません。

 

 左の-494㎞/sの波長で撮影したもの。

 青方偏移を捉えたもので、青方なので地球に近づいている点がBとDの個所で見られるという説明がありました。

 これはアウトフロー(降着円盤の接戦方向に噴出するジェット)とのこと。

 「アウトフローに降着を維持する何らかの機構があり、エディントン光度を大きく上回っても輻射圧とうまくバランスして周辺ガスは順次ブラックホールに飲み込まれ、結果、ブラックホールは巨大に成長した」のではないか?となっています。

 

 まとめると、

 ・ビッグバン直後の巨大ブラックホールが観測された

 ・エディントン光度を大きく上回る速度で成長しているようだ

 ・ブラックホールにアウトフローが見られこれが巨大化を助けているのでは?

 というもので、結論を導くには解析なり理論化が必要にはなりそうです。

 

 ともあれ、こういうレベルのものは1級試験には直接出てきません,,,

 ただしこういう機会にエディントン限界の式を確認して、

 第二項がサラッと書けて、かつ、ブラックホール質量Mにしか依存しないということを理解しておく必要はあります,,,過去問でも出ていますので。

 ちなみに第2項のmpは陽子質量、σTはトムソン散乱の断面積

 

 たとえば太陽のエディントン光度が示されて、太陽質量50倍の恒星のエディントン光度を示せ,,,などの問題。これは単純に50倍すれば求まります。

 

 

 

 

 

 テキストの「電磁波スペクトル」の節に、「天体における輻射機構」という表が載っていて、これは試験頻出項目であり暗記必須なのですが、中身をわからずに暗記するのもね,,,と思いつつ、現時点ではほぼ棒暗記で頭の中。

 

 表は連続スペクトルか線スペクトルに分れていて、後者はいわゆる輝線スペクトルなので、個別個別に覚えればよく、割と覚えるのは簡単。

 

 前者は熱的と非熱的に分かれ、熱的は黒体輻射と熱制動放射、非熱的はシンクロトロン放射と逆コンプトン散乱。

 

 最初は非熱の方が面倒だなと思っていましたが、今朝時点では「熱制動放射」だけモヤモヤ状態でした。

 「熱」、「制動」という用語なので熱的なのだろう、そして「制動ブレーキ」という言葉があるから電子の進行を妨げる時に放射されるものなのだろうという程度の認識。

 

 過去問を見ていたところ、下記に遭遇。

 この際だから熱制動放射にケリを付けようと,,,

 

 テキストの熱制動放射の欄には「HⅡ領域」とあり、M42はHⅡ領域なので、③を選べば正解ですがここで終わったら今まで同様なのでちょっと調べましょうか。

 

 まず制動放射について天文学事典で調べると、

制動放射

 「荷電粒子が原子核に近づくと、そのクーロン場内で加速度運動を行い電磁波が放出される。この現象およびそれによる放射を制動放射と呼ぶ。電子のエネルギーを 𝐸、電磁波の周波数を 𝜈 とすると、制動放射のスペクトルは 0 ≤𝜈 ≤𝐸/ℎ(ℎ はプランク定数)の範囲でほぼ平坦である。電磁波の放射に伴い電子は次第にエネルギーを失う。」 

 以下略。

 試験問題のグラフを見ると確かにレベルになっています。また加速度運動とあり、確かに進行方向が曲がっています,,,これが制動という意味なのでしょう。

 

 では同じく天文学事典で熱制動放射は?

熱制動放射

 「荷電粒子が減速を受けることで電磁波を放射するメカニズムを制動放射という。

 そのうち熱平衡にある電子プラズマからの制動放射を熱制動放射という自由-自由放射と呼ばれることもある。プラズマの温度を 𝑇、放射の振動数を 𝜈、プランク定数を ℎ、ボルツマン定数を 𝑘B とすると、放射体が光学的に薄い場合は、熱制動放射の強度は電子のボルツマン分布のため振動数(周波数)が低いところ(低周波帯:ℎ⁡𝜈 ≪𝑘B⁢𝑇)では振動数によらずにほぼ一定で、振動数が高い高周波帯(ℎ⁡𝜈 ≫𝑘B⁢𝑇)では振動数が高くなるにつれて急激に減少する。これを利用してスペクトルの形状からプラズマの温度が推定できる。また放射が電子とイオン(陽子)の衝突によって起こるため放射強度は電子の数密度の2乗に比例する。このことから放射強度を測ることで電子の数密度が推定できる。」

 熱平衡にある電子プラズマ=HⅡ領域が追加されているくらい。

 ただしここで、ずっと理解せず放置していた「自由-自由放射」が出てきました。

 

自由-自由放射

 「自由電子が正電荷イオンの近くを通過する際に,二つの電荷の運動が時間変化する電気双極子となり、電磁波を放射する現象。電子から見るとイオンのクーロン力により制動加速度を受けて出す連続放射であり、制動放射とも呼ばれる。高エネルギー電子が金属標的中で減速した際に発見された。ある温度で熱運動している電子からの制動放射は特に熱制動放射と呼ばれ、その強度は、低い振動数(周波数)ではほぼ一定で、高い振動数では振動数の増加と共に急激に減少する」

 これを読む限り、自由電子が熱制動を受けて放射をして、その後も自由電子として飛び回っている状態をいうようです。

 

 ではついでだから、自由-束縛遷移束縛-束縛遷移束縛-自由遷移についても。

 

自由-束縛遷移

「自由電子が正イオンに接近して双極子放射により光子を放出してエネルギーを失い、イオンの束縛エネルギー準位に束縛されること。イオンの再結合ともいう。このときに出る放射は自由-束縛放射と呼ばれる」

 これは自由電子が正イオンと結合して原子内の電子に収まることを言うようです。まあこの辺は理解しやすい,,,イオンが電荷を失って原子に取り込まれる現象のようです。

 

束縛-束縛遷移

「原子や分子中の電子がエネルギーを得て始めとは別のエネルギー準位に遷移すること。原子や分子の中に存在する電子は束縛状態(bound state)にあるため、このように呼ばれる。遷移に必要なエネルギーは電磁波(光子)の吸収や他の粒子の衝突により得られる。遷移の始めと終わりの電子のエネルギー準位は特定の値を持つため、放出あるいは吸収される電磁波のスペクトルはエネルギー準位差により決まる特定のエネルギーを持つ線となる。放出の場合は輝線、吸収の場合は吸収線である。」

 これは我々おなじみのHⅡ領域で、Hα線を放出して低準位に移行するのが束縛遷移になるわけで、またその前段で紫外線を受けて高準位に移る場合も束縛遷移。

 実は私が天文学を学び直そうとしたきっかけがこの辺りの現象で、大学の天文教程レベルの本を2冊読んでも解明できず、2年ぐらいしてある時ふと理解できたところ。

 

束縛-自由遷移

「原子や分子中の電子がエネルギーを得て自由電子となること。電離と同じ。原子や分子の中に存在する電子は束縛状態(bound state)にあり、束縛されていない電子を自由電子(free electron)と呼ぶため、このように呼ばれる。遷移に必要なエネルギーが電磁波(光子)の吸収により得られる場合は光電離(紫外線電離)であり、粒子の衝突により誘発される場合は衝突電離と呼ばれる。自由電子のエネルギーは連続的な値を取れるため、電磁波の吸収スペクトルは吸収線ではなく連続的となる。」

 これは束縛状態の電子が原子外に飛び出して自由電子になる場合の遷移。自由電子の運動エネルギーは自由に取れるので吸収スペクトルは吸収線(暗線)にはならない,,,なるほどなるほど。

 

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 一見無味乾燥なものの羅列。誠に失礼しました。

 

 でも一級テキストを勉強していると、束縛-束縛遷移とか束縛-自由遷移は説明なく出てくる言葉なので、理解しておくことに越したことはありません。

 私自身、いわゆる「お笑い番組」というのはほとんど見ないのですが、理系の一人なので、これには大笑い,,,

 

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 さて、10日ほど前に、気体の状態方程式について悩んでいました。

 下記の作業をする中で分かったこととして、私の頃(そして多分今も)「ボルツマン定数」は高校履修範囲外のようです。

 だからというわけではないのですが、前回投稿の式変形が「見たことないな」と感じたようです。

 今回の一時帰国で入手した河合塾「名問の森」力学・熱・波動1を見ると、私が悩んでいた辺りは「熱」という分野の「分子運動論」であり、調べていくと熱力学第一法則辺りまで履修すれば天文学ではイイみたいです。

 まずはこちらでお勉強

 内容的には「高校以上大学以下」という感じ。でもわかりやすい。

 飯泉さんの動画。飯泉さんの高校物理動画は実はすべて視聴しています。

 本編動画は尺の関係で説明を端折っています。

 本編と合わせて熱力学第一法則辺りの動画も視聴。

 

 ともあれ動画を数本見て準備完了

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河合塾「名問の森」の「熱」から

 

 「2原子分子以上になると、回転による運動エネルギーもU(内部エネルギー)に含めないといけないため、,,,式は単原子分子に限られる」

 この辺りについては、1級テキストだと「わかっているもの」としてさらりと書かれていて、実際には水素分子など2原子分子まで包括するのでこんがらがっちゃう。

 

 エネルギーといえば運動エネルギーと位置エネルギーでしょうと思う中、内部エネルギーをちょっと忘れがち。前者二つが力学で学ぶものであり、後者は熱力学から入ってくるもの。熱力学第一法則は式としては簡単なのですが、どうもね、、、

 

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 以前から所持している駿台山本師の「新・物理入門」での気体分子論。

 受験参考書の名著。

 私が駿台で学んだ時はとてもこのレベルの理解には至りませんでしたけども,,,

 

 今回視聴した動画、テキストの中では難しいものなのですが、基礎レベルから追いかけてきたので「ああこんなものか」という感じで読了。

 結局式を追いかけるわけですが、途中で式変形を端折られるとわからなくなる中、これだけ多数を見比べながら同じ範囲を履修するとわかるものですね,,,