タグ別アーカイブ: JHFM単位系

巡光舟の詩

丙子(ヒノエネ)元旦の書き初めまで 戊辰(ツチノエタツ)1988(昭和63年)秋に行方定まらぬ放浪の旅。庚午(カノエウマ)1990(平成2年)年末処置入院で閉鎖病棟に幽閉される。抵抗の意思のための断食に徹し意識朦朧、転倒怪我、対処出来ずでの転院になる?“病窓に 満月迎え 除夜の鐘” 人生も終わりかと初めての句。辛未(カノトヒツジ)1991(平成3年)ただ飯を食うだけでは暇だ。正月中東での戦争の砲撃の映像を見る。光の相対性の解析を始める。ほぼ半月で完成する。ハロマンスを打たれ、思考困難になる。4月中頃病院上空を轟音を浴びせながら、飛行隊が過ぎて行った。後で丁度その日が電気学会除籍になった日のようだったこと知った。タダ1年半も薬も飲まず、飯を食うだけの病院生活から出所。壬申(ミズノエサル)1992(平成4年)7月。家も消え行方見えない道続く。

巡光船の詩 書き直した。光の不思議に思いを込めた詩のようだ。丙子元旦で飾ってある。その年の夏は長野で野宿の旅1週間ほど。東京電力、佐久間周波数変換所を見学させて頂いた。御迷惑を掛けた事申し訳ない。

秋の語らい

意味の怪しさ額にして 庭にあった泰山木の葉の切り絵。巡光船の詩と共に。

日本物理学会入会と発表

この前年丁丑(ヒノトウシ)1997(平成9年)秋、日本物理学会に入会させて頂く。入会にお助けいただいた先生には、それっきりで御無沙汰のまま本当に申し訳のないままで来てしまった。人との繋がりをきってしまったまま何の状況も知らず今になった。戊寅(ツチノエトラ)1998(平成10)年 4月 2日 物理的概念とその次元 日本物理学会講演概要集 第53巻1-1,p.13. を初めて発表させて頂く。JHFM単位系として、エネルギー一つを自然現象の根幹に据えるべきとの思いを伝えたかった。

 

電気回路の時定数

今磁気現象をまとめようと、砂鉄や鉄心の物理的解釈を試みている。電気磁気学の解析論ではなかなか満足した感覚を得られない。そんな電気回路の解析にとても良い例題に思えたのが『クランプメーター』である。その解釈で、『時定数(トキテイスウ)』で整理するのが便利かと思った。不図『時定数』の次元解析を皆さんはどのようにしているかと検索してみた。やはり質問にCR,L/Rが何故時間の次元になるかと疑問が提示されていた。確かに、現在の電磁気量の単位からでは分かり難いのは当然である。ΩやV、Aからでは、それらの単位さえ曖昧な物理概念であるから無理もない。
T=CR[F(H/F)^1/2^=(HF)^1/2^=s]、
T=L/R[H/(H/F)^1/2^=(HF)^1/2^=s]のように、
抵抗の単位(次元)が[Ω=(H/F)^1/2^]であることを理解しなければ、分かり難いのである。それは国際度量単位MKSAの取引用単位では、物理的本質は理解できない筈だ。クランプメーターの回路解析の為に参考にしたい。

1998年初めて日本物理学会で発表したのが「物理的概念とその次元」日本物理学会講演概要集第53巻第1号第1分冊p.13.(1998.4.2)である。それは物理的概念の根本から見直さなければならないと言う意味で、最も基本的な全ての論理展開の論拠として、エネルギーの認識が基本であると言うことを訴えたくて発表した。エネルギー[J(ジュール)]とJHFM単位系に次元について記してある。

ただ、JHFMの単位系は科学技術概念を問い直してもう一歩自然現象への踏み込みをしないと馴染めないものかも知れない。『電荷』のエネルギーを空間的に定義できるかに、物理学の根本が問われている事でもある。

フレミングの法則を解剖する

(2017/10/03)追記。以下の記事を考える。科学技術が成熟期に達した今、改めて過去を振り返り見直す必要があろうと思う。フレミングの法則は電磁現象の中でも、電磁力を解釈するに誠に便利で有用な法則である。ただ、便利であってもそれが自然界の真理であるかと言うと、それは違う。科学技術の多くの概念は総体的に良く統合されて、完璧であるかに見えるが、深く考えると辻褄の合わない矛盾や綻びが見えるのである。それは、どこか最も根源的な概念で矛盾を抱え込んでいるからだと考えなければならないのだろう。その矛盾の根源が『電荷』である。科学技術概念と自然の真理とは同じくないのだと言うことを知って欲しい。法則は科学技術の方便としての有用性で価値が有ると言うことを。

繰り返し、生きた生活感覚上の自然科学論を論じてきた。子供達、学生が自然の世界の本質を理解しようと思うとき、ただ学校教育だけでは無理かもしれない。

電気現象を理解する法則の中に、フレミングの法則がある。磁界中での電気導体との『電気力学』を人の手指で表現した法則だ。フレミング(Fleming,John Ambrose)は イギリスの電気工学者(1849-1945)。フレミングの法則を磁場のエネルギー流間の『近接作用力』によって解釈しようと言うのである。アラゴの円板と近接作用力に関連した記事を記した。フレミングの法則とは?

電気現象はすべて電流の電荷と磁界の磁束概念で解釈されていた。しかし、もうそんな概念で電気磁気現象を解釈するのは「科学教育・理科教育」としては未来性が保証できない筈だ。基礎概念の矛盾が大き過ぎるから。自然現象は単純性こそその本質であると認識しなければならない。有名な基本法則を改めて、エネルギー流から問い直すべきと考えて、フレミングの法則を取り上げ、新しい解釈を示したい。そこで、先ず左手の法則の旧来の解釈を示す。フレミングの左手の法則

単純な回路を示す。磁石の上に、平行導線を張り、そこに摺動電線を渡す。磁石はN極とする。摺動電線には電流 i [A] が流れるとすれば、電線にはf[N]の力が掛り、動き始める。その式 f=Bli で電線にかかる力が求まる。というのである。その示す意味は、実に美しい単純な式で表現されて素敵である。ここで、その式の中で磁束密度B[Wb/m^2]は空間の磁束量であるから、それを測定することは不可能である。測定器具を当てれば、空間の磁束量は測定器によって干渉され、考える磁束量など計れない筈である。もともと磁束という空間内の線量など存在しない物理量である。法則の式は実に素敵であっても、仮想概念でしかない訳だから、一つの理解の解釈手段でしかない。それは技術的な手法で有用であっても、厳密な測定など出来ない量である。次に電流も、同じく電流計で計測できるが、それが電子の逆流のどんな数量を測定しているかと言えば、矛盾的概念故に解釈に窮してしまう。『電動機』の技術的解釈手法として有用であるが、一つの方便でしかないと言う事を理解しなければならない。自然現象の本質を表現していると言うような「理科教育」的解釈は間違っている。少しも『真理』などではなく『方便』でしかない。フレミングの右手の法則

同じ回路で、右手の法則を示す。電流 i が流れる。力 f で摺動電線は速度Vの方向に動く。その電線をその力以上の速度で仮に動かしたとすれば、どのような状況になるだろうか?電池の電圧Eに対して、e≧Eとなる速度で動かせば、電流は流れなくなるか反対の向きに流れ出す。電源を充電することになる。それが『発電機』の原理解釈の技術的な意味を表現した右手法則である。発生する電圧の方向が摺動電線の電流と逆方向に生じるからである。

右手(発電機)と左手(電動機)が対象的に表現されている事は技術法則として非常に有用である。改めて、技術理論と物理的真理とは同じくない事を理解すべきである。フレミングの法則の近接作用

磁石の近傍空間を周回するエネルギー流を観測する事は出来ない。その流速度も分からないが、局部空間に閉じ込められているエネルギー流であるから、光速度に比べて遅いと考えたい。磁界について、磁界・磁気概念の本質に磁石近傍空間のエネルギー流で説明した。

左手の法則は磁場内の導線に流れるエネルギーが電流と逆向きに図のように、緑色の流れになるだろうと解釈する。磁石のエネルギー流を青色で記した。その磁石のエネルギーと銅線のエネルギーの間に、『近接作用力』Fが働くと解釈した。その二つのエネルギー流の方向は同じ向きである。エネルギー流が同じ向きで重ね合わせられる場合は、そのエネルギー流の間に空間的に局所化し、より急峻なエネルギー分布状になる性質を備えていると解釈したい。

右手の法則は磁場内で導体の相対速度を増すと、磁場のエネルギー流との間に強い反発作用を受けると解釈した。導体側では、磁場エネルギー流に対抗するように、逆向きのエネルギー流を生むと考える。その発生するエネルギー流の向きは起電力eと逆向きで、磁場エネルギー流に反発する摩擦流の意味を持つ。その現象は、電磁誘導の『レンツの法則』に相当するとも言える。

(2017/10/08 追記) 不図気付いた。科学社会のエネルギーと運動力学 (2016/08/26) で発電機と軸の関係を述べた。その機械系統の『エネルギー』伝送機能は負荷トルクが軸に掛からなければ、発電機能を果たせない。即ちフレミングの法則で、発電機の固定子巻線(電機子巻線)に対して磁極が回転して起電力が誘起されると言う意味だけでは、発電機の機能の運動力学としての意味を説明したことには成らない。磁極と電機子巻線間で力の負荷が『エネルギー』伝送の欠かせない条件である。発電機から送電線路へ『エネルギー』を送り出すには電線路側からの磁極の回転にブレーキが掛らなければ不可能である。『エネルギー』送出の意味をフレミングの法則に加える必要がある。さらに、エネルギーとは何か―電力系統に観る― も参考に挙げておきたい。

ついでに、単位についても記した。磁束密度B[Wb/m^2]と長さl[m]および電流i[A] の積が何故力の単位F[N]に成るかは簡単ではなかろう。ヘンリーHとファラッドFおよびエネルギーの単位ジュールJに基づく導出を付記した。

エネルギー[J (ジュール)]とJHFM単位系

-(2019/03/23)追記。先日このファイルをPCの中で探したら、いつの間にか引き抜かれて、ファイルが消えていた。他にも多くのファイルが消えてしまった。-

物理学の矛盾に戸惑いながら、その基礎理論に切り込むための基準量[J(ジュール)]で単位系を新しい形で提唱した。それは1998年春の事である(日本物理学会講演概要集 第53巻 第1号 第1分冊 13頁)。

不明単位の追加

2011/03/11 の東日本大震災で福島第1原子力発電所が大きな2次災害を引き起した。その放射能関連の問題が湧きあがった。放射能(?)の次元・単位・用語の問題である。ベクレル[Bq]とシーベルト[Sv]がその計測単位である。しかし光のルーメンと同じく、その単位の意味は理解できない。所謂業界用語の計測単位なのである。物理学の教科書には、1[Bq]=1[event/s]および 1[Sv]=1[J/kg]と示されている。eventとは原子崩壊の回数を言うものである。1秒間に何回原子崩壊が起きようと、その原子から放射されるエネルギーが人体に影響するものもあれば、何の影響も与えない放射エネルギーもある。だから「何ベクレル」と言われても全くその放射能(?)の人体に対する危険度を認識できないのである。シーベルトも同様に、エネルギー量の単位ジュール[J]を放射能(?)量に換算して、計測しているとは信じられない。空間の光エネルギー量を的確に捉えられているとは信じられない。放射能(?)の計測量と人体への危険性との関係は、今でも私には理解できない業界独自単位に見える。その計測単位を明快にする事も「科学技術社会」の重要な課題である。(2012/06/20) 『放射能』という用語の概念が不明確である。放射性核物質の『放射性能・放射性強度』程度の意味を込めた用語であろう。その使い方を考えると、放射性核物質からの「放射線強度」あるいは「放射線量」と言う意味と解釈できる。放射能と発熱の正体は何か?に考えを述べた。放射能の用語に(?)を付けた(2014/03/10)。

放射線計測に科学技術・理論への不信  (2012/09/16) 追記。先日ある食品の放射線量が190㏃で、限度基準値を越えた。そんなニュースがあった。2011年3月11日の原発事故で、放射線計測値に疑問を持った。報道される度に、その定義値の意味を確認して来た。しかし、1年半経った今でも内容が不明のままで堂々と測定値として罷り通っている。文部科学省は『モニタリングポスト』も設けて、大気中の浮遊放射性物質濃度を測定している。何を計っているかも明確に説明できないままで、科学技術に関する重要な行政の役目が果たせるかと信じられない状況である。厳密な定義、辞典で説明しているシーベルトが [J/Kg] やベクレルが[event/s] と言うものがどの様に測定値に意味付けられるかを説明する必要が有ると思う。こんな単純な疑問にお答え頂けないままで放射線測定値が独り歩きしている事に戸惑いを抱かざるを得ない。この状態で、どこに「科学技術・科学理論」への信頼が得られましょうか。食品から検出された190㏃とは、食品の中に含まれている『放射性物質』から放射された線量値である。食すれば、体内に取り込まれる。放射性物質の種類までは特定できないので分からないが、プルトニュームかセシウムでその生理学的危険性は異なる筈だ。その物質の単位時間当たりの放射回数(events)ではどのような危険性かが理解できない。放射性物質の1原子が1回の原子核放射で、その原子の放射現象が終了するのかどうかもはっきりしていなかろう。放射性物質の集合体として、全体で放射が指数関数的な半減期減衰特性に従うものであろうと解釈する。シーベルトと言う計測単位も、理論で言う「J(ジュール)/Kg」のエネルギー量の単位ジュールがどのように計測されるのだろうか。しかも空間を通過する放射線量(光速度)あるいはα、β線粒子等を、モニタリングポストの検出器でどのように捕え、それをどのようなジュール値として検定して、測定値を決められるのかを問わざるを得ない。以上の論点は、辞典や教科書の定義や理論解説に基づいた解釈からの考察である。それ以外の新しい私の知り得ない知見で、放射性物質に関する測定値が定義・解釈されているなら、希望が持てるかも知れない。