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ハーゼノール
【E=MC^2をアインシュタインと別の考えで導出】-8/5改訂

こんにちはコウジです。

半年ごとの記事見直しです。
では、ご覧ください。内容を整理し、
主にリンクを見直しました。
現時点での英訳も考えています。
(以下原稿です)

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高周波測定

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【1874年11月30日 – 1915年10月7日】

フリードリヒ・ハーゼノール
(Friedrich Hasenöhrl, 1874–1915)
パブリックドメイン
Wikimedia Commons

人脈に恵まれたハゼノール

ウィーンに生まれたハーゼノールは非常に人脈に恵まれていました。

まず、ウィーン大学でボルツマンに理論を学びます。

その後、ライデン大学のローレンツの下で研究をします。

そして、シュレディンガーらに物理学を伝えます。この話を知るまでは、

シュレディンガーは独自に考えるタイプの物理学者だと思っていたのですが、

その前に、理論の土台をハーゼノールが与えていたと知り、

個人的には何となく納得してしまった部分がありました。

定式化の方法で同じ雰囲気が感じられたのです。

ハーゼノールと質量・エネルギーの関係

ハーゼノールの研究で特に興味深いのが、
電磁放射のエネルギーと物体の慣性との関係です。

ハーゼノールは空洞内の電磁放射を研究し、放射のエネルギーが物体の慣性に関係
することを理論的に考察しました。1904年から1905年にかけて発表された研究では、
電磁放射のエネルギーに対応して、E/c²に相当する質量項が現れることを示しています。

ただし、これは現在知られている「質量とエネルギーは一般的に等価である」という
意味でのE=mc²を、そのまま導いたということではありません。ハーゼノールの議論は、
あくまで電磁放射という特定の物理現象を出発点として、
エネルギーと慣性の関係を明らかにしたものでした。

その後、アインシュタインは1905年の研究において、特殊相対性理論を背景に、物体が
エネルギーを放出・吸収するとき、その質量が変化するという一般的な関係を示しました。
ここから、質量とエネルギーの等価性という、現代物理学の基本的な考え方
へとつながっていきます。

二者の関心の起点が違います。

科学史の観点から見ると、ハーゼノールとアインシュタインの研究は、
単純に「どちらがE=mc²を発見したか」という一つの問いだけで整理
するよりも、電磁気学からエネルギーと慣性の関係を探ったハーゼノールの研究と、
相対性理論から質量とエネルギーの一般的な関係を導いたアインシュタインの研究が、
近い時代に交差した
と考えるほうが興味深いでしょう。

ハーゼノールの研究は、質量とエネルギーの等価性をめぐる科学史の一つの重要な
先行研究として位置づけることができます。そして、この流れをたどることで、
ボルツマン、ローレンツ、ハーゼノール、アインシュタインという科学者たちが、
異なる立場からエネルギーという概念をどのように捉えていたのかを考えることができます。

興味深い話なので後程、とりあげます。
第一次世界大戦が始まると、オーストリア・ハンガリー帝国陸軍に志願し、
南チロルでイタリア軍と戦って40歳で戦死します。
残念な事ですが運命に対峙した結果だったのでしょう。

ハーゼノールは空洞で生じている放射現象の中で「輻射(放射)を担う波」
に着目して、その慣性についての論文を1904年と1905年に発表しました。
この理論では電磁質量によって物質の慣性が大きくなると論じたのです。
この話を整理して考えた、ラウエはアインシュタインと比較して
様々な形態の「エネルギー」に対して「慣性」の確立を
アインシュタインに帰し、彼が相対性理論との関連でその等価性の深い意味合いを
初めて理解したと考えています。

実際の所は現代の視点で考えてみた時に、質量エネルギーの等価性はハーゼノールのように電磁気学的側面から整理理解していった方が実感できてくるものだと思えます。例えば、ボルツマンも質量エネルギーを考えています。「熱が伝わる性質をエネルギーが伝わる現象ととらえる事」は万人に分かり易い定式化でしょう。

エネルギーを基軸に考えて「熱」、「電磁波」、「静止質量」、「慣性質量」、、、、といった概念を分かり易くつなげていった結果がE=mC^2という定式化だと考えられるわけです。

科学史の観点から考えて明らかに言い切れることはハーゼノールもアインシュタインも20世紀初頭に同じ頂点(理論的帰結)を乗り越えていたという事実です。全く違う人生を歩んだ二人が同時期に同じ材料を使って考察して其々に結果を出していた事実を知る事はある意味で心地よいです。そして、その二人に其々何らかの示唆を与えていたローレンツの力量にも改めて敬意を払います。人を育てる事は素晴らしいですね。

前後の人物

◀ 前の人物:ローレンツ
▶ 次の人物:アインシュタイン

この分野の物理学者

ルートヴィッヒ・ボルツマン

ヘンドリック・ローレンツ

フリードリヒ・ハーゼノール

アルベルト・アインシュタイン

 

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Hazenor blessed with personal connections

Born in Vienna, Hasenöl was very blessed with connections.

He first learns theory from Boltzmann at the University of Vienna.

After that, he does his research under Lorenz at Leiden University.

And he tells Schrodinger and others about physics. Until I knew this story

Schrodinger thought he was the type of physicist he thought of himself,

Before that, he learned that Hazenor had provided the basis for his theory.

There was something he was personally convinced of.

He seemed to have many similarities in the formulation method.

Notable Hazenor achievements

Of particular note in Hasenöl’s research was the publication of an equation of the same form as E = mc² in 1904. It’s an interesting story, so I’ll cover it later. At the beginning of World War I, he volunteered for the Austro-Hungarian Imperial Army, fighting the Italian army in South Tyrol and dying at the age of 40. Unfortunately, it was probably the result of confronting fate.

Hazenol published a paper on its inertia in 1904 and 1905, focusing on “waves responsible for radiation” in the radiation phenomenon occurring in cavities. In this theory, he argued that the electromagnetic mass increases the inertia of matter. Arranging this story, Laue attributed the establishment of “inertia” to various forms of “energy” to Einstein, and for the first time he understood the deep implications of its equivalence in the context of the theory of relativity. I think.

Actually, when thinking from a modern point of view, it seems that the equivalence of mass energy can be realized by organizing and understanding from the electromagnetic aspect like Hasenöl. For example, as Boltzmann clarified, it would be an easy-to-understand formulation for everyone to regard the property of heat transfer as a phenomenon of energy transfer. It is thought that the formulation of E = mC ^ 2 is the result of connecting the concepts such as “heat”, “electromagnetic wave”, “static mass”, “inertial mass”, etc. in an easy-to-understand manner with energy as the basis. That’s why. From the perspective of the history of science, what can be clearly stated is the fact that both Hasenöl and Einstein overcame the same peak (theoretical consequences) in the early 20th century. It is in a sense comfortable to know the fact that two people who lived completely different lives considered using the same material at the same time and produced results for each. And I would like to pay tribute to Lorenz’s ability, which gave some suggestions to each of them. Raising people is wonderful.

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鈴木 梅太郎
【「理研の三太郎」と呼ばれた中の一人は合成酒を作成商品化販売|ビタミンを発見】-8/4改訂

こんにちはコウジです。

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ビタミンB群30日分
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【1874年4月7日 ~ 1943年9月20日】


鈴木梅太郎(1874–1943)】
【引用:Public Domain / Wikimedia Commons】

理研の三太郎

理研の三太郎と言われた鈴木梅太郎をご紹介致します。
他の二人は既にご紹介している長岡半太郎本多光太郎です。

筆者の思い出話

筆者が個人的に親近感を覚えたのは、
鈴木梅太郎が農学部とつながりが強い点です。
東大の工学部と農学部の間の通りがあります。
坂道があって古本屋がある通りを、
私はよく散歩で使います。

地名で言うと文京区弥生町。
弥生式土器の「弥生」だったかと。
(地下鉄の南北線を使う時に登っていく場合が多いです)

私の祖母は農学部からほど近い動坂の辺りで暮らしていて、
そこそこ別嬪さんだったので「動坂小町」と呼ばれていました。
また、私の母は不忍池の方にある東大病院で生まれました。
私の父は農学部の方にある根津神社の池でおぼれたそうです。

そんな街に私は何となく、
親近感を覚えてしまいます。
そんな街での物語。

鈴木梅太郎が発見した「新しい栄養必須因子」

鈴木梅太郎の研究で特に重要なのが、後にビタミンと呼ばれることになる
「新しい栄養必須因子」の発見です。

鈴木は、脚気の予防に関係する栄養成分について研究を進め、米ぬかなどに
含まれる未知の成分に注目しました。そして1910年代初頭、その研究成果を発表します。

当時は、現在のように「ビタミン」という概念が確立していたわけではありません。
そのため、鈴木の研究成果は後に世界で発展していくビタミン研究の
先駆けとなりましたが、国際的な科学史の中では、
その先行性が十分に知られるまで時間がかかりました。

鈴木梅太郎の研究を考えるときに重要なのは、単に「ビタミンBを発見した人物」
と覚えるだけではありません。人間の健康を支える栄養素には、それまで
知られていなかった微量な成分が存在するという考え方を、
日本の研究者が世界に先駆けて示したことに大きな意味があります。

現在、私たちはビタミンを当たり前のように知っています。しかし、
その概念が確立する以前に、目に見えない微量成分と人間の健康との関係を
実験によって追究した研究者がいました。その一人が鈴木梅太郎だったのです。

ビタミンBをみつけてドイツの学会で発表しています。
ただし、時節柄を感じされる話なのか「発見者」としての明記
が無かったので梅太郎の発見だと伝わらなかったようです。

ただし当時の発表はドイツ語論文で行われ、
しかも「新しい栄養必須因子」という概念自体が
国際的にまだ確立していなかったため、
発見の優先権が明確に認識されませんでした。
その後、英語圏で “vitamine” の名称が定着したことで、
鈴木の先行研究は長く正当に評価されないままとなったのです。

鈴木梅太郎と合成酒

理研のホームページから記載すると、(太字部が引用部)
「鈴木梅太郎(1874-1943)は、米騒動をきっかけに、
原料に米を使わない合成清酒の開発に着手。
独自の製造法を発明し、“理研酒”として
「利久(りきゅう)」などのブランド名で販売した。」
その後、理研の収入で大きな割合を占めていく酒造事業は
理学と生活の大きな繋がりへと発展していくのです。

なお、現在は利休のブランドは別会社が運営しており、
事業売却したのだと思われます。現在の理研関連のお酒は
「仁科誉」と名付けたイオンビーム技術を
活用した銘柄があります。

お酒を楽しく飲める「機会」を鈴木梅太郎は拡げたのですね。
残念ながら鈴木梅太郎の「人となり」は
今日あまり伝わっていませんが
お酒を造ってくれていたお爺さん、なのだと
考えるだけで少し楽し気な気分にさせてくれます。
東大も色々な人物を作り上げてきていますね。

理研の三太郎とは

鈴木梅太郎は、長岡半太郎、本多光太郎とともに
「理研の三太郎」と呼ばれた人物です。
三人はそれぞれ異なる研究分野で活躍しましたが、
日本の近代科学の発展に大きな足跡を残しました。

長岡半太郎:原子模型などの研究

本多光太郎:鉄鋼・磁性材料の研究

鈴木梅太郎:栄養学・ビタミン研究

関連する科学者・物理学者

◀ 前の人物:本多光太郎

▶ 次の人物:長岡半太郎 

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(2023年4月時点での対応英訳)

Santaro in RIKEN

I would like to introduce Umetaro Suzuki, who is said to be the one of Santaro in RIKEN.
The other two are Hantaro Nagaoka and Kotaro Honda, who have already been introduced.

Memories of the writer

I personally felt a sense of closeness to
Umetaro Suzuki has a strong connection with the Faculty of Agriculture.
There is a street between the University of Tokyo’s Faculty of Engineering and Faculty of Agriculture.
A street with slopes and used bookstores,
I often use it for walking.

The place name is Yayoi-cho, Bunkyo-ku.
I think it was “Yayoi” of Yayoi-style earthenware.
(It is often climbed when using the subway Namboku Line)

My grandmother lives near Dozaka, which is close to the Faculty of Agriculture.
She was called “Douzaka Komachi” because she was a decent bessama.
Also, my mother was born at the University of Tokyo Hospital near Shinobazu Pond.
I heard that my father drowned in the pond of Nezu Shrine near the Faculty of Agriculture.

In such a town, I somehow
I feel a sense of familiarity.
A story in such a city.

Umetaro Suzuki and vitamins

Going back to the story, Umetaro Suzuki discovered vitamins as a major achievement.
Specifically, I first discovered vitamin B and made a presentation at a German conference.
However, whether it is a story that feels seasonal
It seems that Umetaro’s discovery was not conveyed because there was no such thing.
Even if Japanese people know about it, when they look at it from a foreigner’s point of view, “What is that?”
I bet it’s a story. It seems to be a low evaluation that can not be now.

Umetaro Suzuki and Synthetic Sake

From the RIKEN website, (quoted parts are in bold)
“Suzuki Umetaro (1874-1943), triggered by the rice riot,
He started developing a synthetic sake that does not use rice as an ingredient.
He invented his own production method and called it “Riken Sake”.
It was sold under brand names such as Rikyu. ”

After that, the sake brewing business, which accounted for a large proportion of RIKEN’s income,
It develops into a great connection between science and life.

In addition, the Rikyu brand is currently operated by a separate company.
I think they sold the business. Current RIKEN-related sake
There is a brand named “Nishina Homare” that utilizes ion beam technology.

Umetaro Suzuki has expanded the “opportunity” to enjoy drinking alcohol.
Unfortunately, Umetaro Suzuki’s “personality”
I don’t know much about it today
The old man who made the sake
Just thinking about him puts me in a good mood.
The University of Tokyo has also created various characters.

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K・シュヴァルツシルト
‗【相対性理論から 重力場を記述したドイツ人|シュヴァルツシルト半径】‐8/3

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シュバルツシルト
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【1873年10月9日 ~ 1916年5月11日】


【”Karl Schwarzschild portrait” Wikimedia Commons】

シュヴァルツシルトの名はドイツ語表記をすると
: Karl Schwarzschild。
19世紀生まれの物理学者で従軍に伴い研究を断念した方です。
シュヴァルツシルトはドイツに生まれました。
フランクフルト生まれのユダヤ系でミュンヘン大学へ進みます。

関連書籍の関連リンクを使おうとしましたが
ゲーム関係の書籍ばかりが出てきてしまいます。
もはや「シュヴァルツシルト半径」という言葉だけで
現実の世界とつながる人になっています。
シュヴァルツシルトの人生を伝える人も
どんどん、少なくなってくるのでしょう。 

シュヴァルツシルトは1901年に28歳でゲッティンゲン大学準教授
および同天文台長を務めるのですが、
1914年には第一次世界大戦に伴い
(シュヴァルツシルトは40歳以上だったにもかかわらず)
軍に入隊しました。当時のドイツでシュヴァルツシルトは
西部戦線と東部戦線のどちらでも前線で戦い、
中尉にまで昇進しました。

思えばハーゼノール(Hasenöhrl)もまた、
戦場で命を落としています。
ケプラーの父も戦争で命を落としています。
時代が変われども大事なものを戦争で
失っている事実を思い返してみて下さい。

ケプラーが天文学を進め、ハゼノールの弟子たち4人が
ノーベル賞をとっているのです。戦争が無ければ更に
有益な活動が出来たのではないでしょうか。
戦没した物理学者と語り合えた筈の時間が
隣人たちの「大きな損失」です。

シュヴァルツシルトは1915年にドイツ軍の砲兵技術将校
としてロシアで従軍します。そんな中、
天疱瘡と呼ばれる痛くて稀な皮膚病に苦しみました。

そうした闘病の最中で、シュヴァルツシルトは
アインシュタインの一般相対性理論から
重力場を記述する関係を導き出しました。
重力方程式から導き出された最初の特殊解は
シュヴァルツシルトの解と呼ばれ非常に有益なものです。

解を見出した直後にシュヴァルツシルトは
アインシュタインに手紙を送っています。

そんな思いを受けて
戦場で過ごすシュヴァルツシルトの為に

アインシュタインはドイツ・アカデミーに
論文を提出しました。

シュヴァルツシルトの論文で明確にされているのは
距離の性質です。特定の空間に極めて高い質量
存在する時に、空間自体が重力で歪むのです。
空間が歪むという表現は説明が難しいのですが、
相対性理論での結果として歪むのです。

その時に「シュヴァルツシルト半径」と呼ばれる
特殊な球形の場所が出来ます。

シュヴァルツシルトの解からは、非常に強い重力場を持つ天体の周囲で、空間と時間がどのような性質を持つのかを数学的に考えることができます。

その中で重要になるのが、現在「シュヴァルツシルト半径」と呼ばれている距離です。
十分に大きな質量が非常に狭い領域に集中すると、この半径の内側では、
光でさえも外部へ脱出できないような時空構造が現れます。現在では、この境界は
ブラックホールの「事象の地平面」に対応すると理解されています。

ただし、シュヴァルツシルト自身が現在の意味で「ブラックホール」という天体を
予言した、と単純に表現するのは正確ではありません。彼が導いたのは、
アインシュタインの一般相対性理論から得られる重力場の数学的な解でした。
その解が後世の研究によって深く解釈され、ブラックホールという
現代物理学の重要な概念へとつながっていったのです。

一人の研究者が戦場から送り出した数学的な解が、100年以上後のブラックホール研究の
基礎の一つになっている。この事実こそ、シュヴァルツシルトの業績の大きさを
物語っているのではないでしょうか。

シュヴァルツシルトの考えは今で言う
ブラックホールへとつながっていったのです。

そして、
残念なことに論文発表から4ヶ月後に病は進行、
シュヴァルツシルトは死に至ります。
人類の損失です。
戦争はゲームの中で沢山です。
現実に起これば人が死にます。

話を進めてみました。
同様の対応で私は考えました。
反戦を徹底できないと
①人が生み出す英知が外に向かう前に、
②内向きの欲望で人類は死滅に向かいます。

①物凄く早く進む光は魅力的です。 反して
②ブラックホールの引力は欲望のようです。

人は冷静な考察をしながらも前向きに進む
熱い思いを持っていないといけないと思います。
私論まで。

「前の人物・次の人物」の設計

◀ 前の人物:アインシュタイン
▶ 次の人物:ハッブル

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(2023年4月時点での対応英訳)

His full name in German is: Karl Schwarzschild.
He was a physicist born in the 19th century who gave up
his research when he served in the military.
Born in Frankfurt, he was Jewish
and went on to the University of Munich.

I tried to search the related link of the related book but
Only PC game-related books will come out.
No longer just the word “Schwarzschitz radius”
He has become a person who connects with the real world.
Some people tell the life of Schwarzschild
It will become less and less.  

Schwarzschild was appointed associate professor
at the University of Göttingen in 1901 at the age of 28.

And he will serve as the director of the observatory,
but in 1914 he was over 40.

(Even though Schwarzschild )
he enlisted in the army. Schwarzschild in Germanyat the time
He fought on the front lines on both the Western
and Eastern fronts,
He was promoted to lieutenant.

Come to think of it, Hazenor also lost his life on the battlefield.
Kepler’s father also lost his life in the war.
Even if the times change, what is important is war
Remind yourself of what you have lost.

Kepler advances astronomy, and four of Hazenor’s disciples
He would have a Nobel Prize. even more without war
I hope he had done something useful activity.
The time I should have been able to talk with a physicist
who died in battle,
A “great loss” for his neighbors.

Schwarzschild was appointed an artillery technical officer
in the German Army in 1915.

served in Russia as a Meanwhile,
He suffered from a rare and painful skin disease called pemphigus.

In the midst of such a struggle, Schwarzschild
From Einstein’s General Theory of Relativity
He derived a relationship that describes the gravitational field.
The first special solution derived from the gravitational equation is
It is called Schwarzschild’s solution and is very useful.

Shortly after finding his solution, Schwarzschild
He is sending a letter to Einstein.
he felt that
For Schwarzschild spending time on the battlefield
Einstein at the German Academy
submitted his thesis.

Schwarzschild’s paper makes it clear that
It’s the nature of distance. Extremely high mass in a specific space
As it exists, space itself is distorted by gravity.
The expression that the space is distorted is difficult to explain,
It is distorted as a result of the theory of relativity.

then called the “Schwarzschild radius”
A special spherical place is created. of the Schwarzschild radius
Even light (photons) is forced by the gravity near the boundary surface.

Attracted, inside the sphere even at the speed of light
It’s a thesis that you can’t get out of it.
Schwarzschild’s thoughts now say
He suggested the existence of black holes.

and,
Unfortunately, the disease progressed four months
after his paper was published,

Schwarzschild dies. He is humanity’s loss.
War is a lot in the game.
People die if it happens.

He tried to speak. I thought of a similar response.
If you can’t thoroughly oppose the war
① Before the wisdom that people create goes outside,
(2) Mankind is heading for extinction due to inward desires.

①The light that travels very fast is attractive. Contrary
②The gravitational pull of a black hole is like desire.

People move forward while thinking calmly
I think you have to have a passion for it.
up to my point.

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アイナー・ヘルツシュプルング
‗【H‐R図で恒星を整理して星の明るさと表面温度を考察】-8/2改訂

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現代天文学

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Ejnar Hertzsprung portrait

Catalog Number: Hertzsprung Ejnar B4, old age; full-face; mustache; suit; sitting; IAU Berkeley 1961.
Credit: AIP Emilio Segre Visual Archives.

【出典:Wikimedia Commons】

【1873/10/8 ~ 1967/10/21】

天文学者をご紹介します。アイナー・ヘルツシュプルング
(Ejnar Hertzsprung)。デンマーク生まれの天文学者です。
ヘルツシュプルングの業績として特に有名なものはH-R図です。

ヘルツシュプルングはヘンリー・ノリス・ラッセルと独立に
提案していますので今では二人の名前を使ってH−R図と呼ばれます。
フェアーな考え方ですね。

H−R図は星の明るさに対して表面温度を考えてます。
H−R図での縦軸には恒星の明るさを考えています。対して
横軸では恒星の表面温度を考えています。
縦横の関係で星の進化などを考えるのです。

①H-R図での縦軸では明るさが絶対等級としてあらわされています。
図上で上に行くほど絶対等級が小さい(明るい)恒星であると言えるのです。

②H−R図での横軸では、特定の恒星の表面温度が表現されています。
左が高温で、右側が低温です。(多くのH−R図での単位はK:ケルビンです)

H−R図が有益なのは、恒星の表面温度と明るさの間に一定の関係がある
ことを視覚的に捉えられるからです。恒星の表面温度が高いほど青白く、
低いほど赤色に近くなるため、恒星の色やスペクトルから表面温度を推定できます。

一方、恒星までの距離を求めるには、単純に観測時の明るさを見るだけでは不十分です。
地球から見た「見かけの明るさ」と、その恒星が本来持つ「絶対的な明るさ」
を比較する必要があります。H−R図は、恒星の明るさと表面温度の関係を整理する
ことで、恒星がどのような種類に属するのかを判断する手がかりを与えます。
そして、恒星の種類や本来の明るさを推定できれば、観測された明るさとの
比較から、その恒星までの距離を求めることにもつながります。

つまりH−R図は、単に星を分類するための図ではありません。恒星の性質や
進化を理解し、さらに宇宙の距離を測るための基礎となる重要な道具なのです。

H-R図はヘルツシュプルングだけの業績ではありません。
ヘンリー・ノリス・ラッセルも独立に同じ
関係を見出しており、現在では二人の名前を冠して
H-R図と呼ばれています。

 

ある恒星の観測時の
明るさが分かればその恒星までの距離が推定できます。
(上記①の判断基準です)

ヘルツシュプルングの略歴を最後にご紹介します。
ヘルツシュプルングはデンマークのフレデリックスベアに生まれました。
フレデリックスベア工科大学卒業後に数年の期間サンクトペテルブルク
(現在のロシアの都市)で働き、ライプツィヒで写真化学を学んだ後に、
コペンハーゲンで天文学の研究を始めます。

こうした背景を考えると、
当時の学者肌の人々の交流が感じられますね。
ヘルツシュプルングは各国で関心を追い求めています。

私がヘルツシュプルングの名を垣間見るのはその後です。
1909年にゲッティンゲン天文台の天文学助教授、
1919年ライデン大学の教授にして天文台の台長となりました。

話戻って業績の話です。ヘルツシュプルングは1905年に
恒星に巨星と矮星などの種類のあることを見出しました。
恒星の「絶対等級」と「スペクトル型の分布図」に
一定の関係があることを示したのです。

「その後ヘルツシュプルングは1913年にはヘンリエッタ・スワン・リービットの
発見したセファイド変光星に着目します。その変光周期と明度の相関から
小マゼラン雲までの距離を計算したのです。

ヘルツシュプルングは星間物質による吸収補正が未確立
だったため、距離をやや小さく見積もっていました。
しかしその観測は、
初めての「測定」でした。
そしてヘルツシュプルングは2つの小惑星である
(1627)イバールと(1702)カラハリを発見しています。」
(ウィキペディア情報)

関連する天文学者・物理学者

◀ 前の人物:ヘンリエッタ・スワン・リービット

▶ 次の人物:ヘンリー・ノリス・ラッセル

H-R図と恒星物理学をめぐる人物

 

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I’ll introduce an astronomer, Einar Hertzsprung, Danish astronomer.
Hertzschbruung’s most famous achievement is the H-R diagram.
Hertzsprung becomes independent with Henry Norris Russell
Since I proposed it, it is now called an H-R diagram using their names.
That’s a fair idea.

The vertical axis in the H-R diagram is considered to be the brightness of the fixed star. for
The horizontal axis is the surface temperature of the star.
Think about the evolution of stars in terms of vertical and horizontal relationships.

①Brightness is expressed as an absolute magnitude on the vertical axis of the H-R diagram.
It can be said that stars with smaller (brighter) absolute magnitudes go up on the map.

②The horizontal axis of the H-R diagram represents the surface temperature of a specific star.
High temperature on the left and low temperature on the right. (Units in many H-R diagrams are K: Kelvin)

“The surface temperature of a star is related to its color” as a useful background for the H-R diagram
Please remember the story. A star with a high surface temperature is pale,
on the other hand, cooler stars tend to be redder.
(This is the judgment material for ② above.)
Also, when observing a certain star
If the brightness is known, the distance to the star can be estimated.
(This is the judgment criteria for ① above.)

Finally, I would like to introduce a short biography of Herzsprung.
Hertzsprung was born in Frederiksberg, Denmark.
St. Petersburg for several years after graduating from Fredericksberg University of Technology

After working in (now a Russian city) and studying photographic chemistry in Leipzig,
He begins his astronomical studies in Copenhagen. Given this background,
You can feel the interaction between the scholarly people of that time.
Herzsprung pursues interest in each country.

It is only after that that I catch a glimpse of the Hertzsprung name.
In 1909 he became Assistant Professor of Astronomy at the Göttingen Observatory.
In 1919 he became a professor at the University of Leiden and director of the Observatory.

Let’s go back to his achievements. Hertzsprung in 1905
He discovered that there are different types of stars, such as giant stars and dwarf stars.
Stellar “absolute magnitude” and “spectral type distribution map”
It shows that there is a certain relationship.

“Then Hertzsprung was in 1913 Henrietta Swann Leavitt’s
I will focus on the Cepheid variable stars that she discovered.
From the correlation between the light variation period and brightness,
He calculated the distance to the Small Magellanic Cloud.

Hertzsprung is absorbed by the interstellar medium
It seems that you underestimated the distance
It was his first “measurement”.
and Hertzsprung are two asteroids
(1627) discovered Ivar and (1702) Kalahari. ”
(Wikipedia information)

 

 

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アーネスト・ラザフォード
【原子模型を提唱した原子物理学の父】‐7/31改訂

こんにちはコウジです。

半年ごとの記事見直しです。
では、ご覧ください。内容を整理し、
主にリンクを見直しました。
現時点での英訳も考えています。
(以下原稿です)

放射能の基礎知識
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【1871年8月30日 ~ 1937年10月19日】


【画像引用:WikipedeaCommons】

その名は正確にはアーネスト・ラザフォード_

Ernest Rutherford, 1st Baron
Rutherford of Nelson, OM, FRS,
初代のネルソン卿_ラザフォード男爵です。
実験屋の大家をご紹介します。

ラザフォードはニュージーランドに生まれ数学で
マスターの学位をとった後に、鉄の磁化の研究で
学士の資格を得ます。更に奨学金を得てイギリスの
ケンブリッジ大学に進みます。

奨学金授与の話を知った時、ラザフォードは実家で
芋掘りをしていました。「これが生涯最後の芋掘りだ!」
と叫びながら喜んだそうです。(Wikipedia情報)

そこでラザフォード
JJトムソンの指導のもとで
気体の電気伝導の研究をします。

導体ではない酸素や窒素などの「気体」中でも
高い電圧を加えた時に放電現象が生じ、
電気が流れます。雷を思い起こしてください。

そんな、電気伝導の研究を進めるうちに
ラザフォードはウランから2つの放射線である
α線とβ線が出ている事を発見します。
ラザフォードは後に透過性の非常に強い放射線が
電磁波である事を突き止め、半減期の概念を提唱します。

ラザフォードが考えた半減期

半減期の分かり易い実用例として、岩石の年代測定があります。
特定の岩石に含まれる物質から出てくる放射線量を計測すれば、
半減期の概念を使って対象岩石の形成から今迄、
どのくらい時間が経っているか推定出来るのです。

ラザフォードは更に研究を続けました。ガラス管にα線を集め、そのスペクトル分析
からα線とはヘリウム原子核であると突き詰めています。そして、1911年には
ガイガー・マースデンとα線の散乱実験を行いました。

有名なラザフォードの原子模型が提唱されたのです。原子には中心に原子核があり
その周りを電子が運動している
というもので、現代でも使えるモデルです。
長岡半太郎が提唱していたような表現法ではなく、
ラザフォードは実験結果をもとに理論を展開します。

1913年には弟子のニールス・ボーアが、
ラザフォード模型へ量子条件を導入し、
ボーア原子模型を提唱しました。

ラザフォードの実験手法

具体的には、薄い金箔に α線(ヘリウム原子核) を照射すると、ごく一部の
粒子が大きく跳ね返る
現象が観測されました。これは
「原子の中心に非常に小さく高密度な原子核が存在する」

ことを示す決定的証拠となりました。金箔α粒子の多くは
金箔をほとんどそのまま通過しました。しかし、ごくわずかな
粒子だけが大きく散乱し、中にはほぼ真後ろへ跳ね返るもの
まで観測されました。この結果は、原子の正電荷と質量が極めて
小さな領域、すなわち原子核に集中していることを示す
決定的な証拠となりました。α粒子は電子ではなく、
主として原子核とのクーロン反発によって進路を変えたのです。

ビリヤードの玉みたいな剛体と微細な粒子間の運動が
同じ弾性モデルで表せる事は、感動的ともいえる事実です。

ラザフォードの人柄

その人柄もあって、ラザフォードは原子物理学の父と呼ばれています。
キャンデビッシュ研究所では若い研究所員たちに「ボーイズ!」
と呼びかけていたりするような人でした。

また「千の太陽より明るく(平凡社発行初版)」という作品の中で紳士的な人柄が
しのばれる個所がありましたのでご紹介致します。『(P19.の要約)ラザフォードの
共同研究者モズレーは1915年に戦死しています・ラジウムのイギリス政府による
没収を善しとしないでマイヤーに手紙を送り「買い取りたい」と申し出ていました。

それに対してマイヤーからは「目玉が飛び出るほど高い」と言われましたが
英国政府と交渉をしてウィーンから英国ラジウム研で買い取る交渉をまとめました。
当時の文学者や精神科学者に比べたら「とにかくマシだった。」と言えるでしょう。』。

また彼はイギリスに帰化した人ではありますが、紳士として夏の砂浜でも
スーツのジャケットを脱がないスタイルも頑なに守っていたようです。
そして、原子番号104の元素は今、彼を偲んでラザホージウムと呼ばれています。

関連する物理学者

◀ 前の人物:マリ・キュリー

▶ 次の人物:ニールス・ボーア

この分野の物理学者

J.J.トムソン

アンリ・ベクレル

ピエール・キュリー

マリ・キュリー

ロバート・ミリカン

マックス・プランク

ニールス・ボーア

長岡半太郎

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(2021年10月時点での対応英訳)

Its name is Ernest Rutherford

Its name is Ernest Rutherford, 1st Baron Rutherford of Nelson, OM, FRS, the first Sir Nelson_Rutherford. Rutherford was born in New Zealand and earned a master’s degree in mathematics before going on to Cambridge University in the United Kingdom with a scholarship. There, Rutherford studies the electrical conduction of gases under the guidance of JJ Thomson.

When a high voltage is applied to a “gas” such as oxygen or nitrogen that is not a conductor, a discharge phenomenon occurs and electricity flows. Remember thunder. While conducting research on electrical conduction, Rutherford discovers that uranium emits two types of radiation, alpha rays and beta rays. Rutherford later discovered that highly permeable radiation was electromagnetic waves and proposed the concept of half-life.

Half-life that Rutherford considered

An easy-to-understand example of half-life is rock dating. By measuring the radiation dose emitted from a substance contained in a specific rock, it is possible to estimate how long it has been since its formation using the concept of half-life.

Rutherford continued his research further. He collects alpha rays in a glass tube, and from the spectral analysis, he finds that alpha rays are helium nuclei. Then, in 1911, we conducted an alpha-scattering experiment with Geiger-Marsden. The famous Rutherford atomic model was proposed. An atom has an atomic nucleus in the center and electrons are moving around it, which is a model that can be used even in modern times. Rather than the expression that Hantaro Nagaoka advocated,

Rutherfoed’s way

Rutherford develops his theory based on his experimental results. Specifically, at this time, when he hits the gold leaf with β rays (electron rays), a trajectory corresponding to disconnection scattering is observed. The internal substances and electrons that make up the gold leaf are not rigid bodies, but the Coulomb forces that work with each other have the same effect. It is a moving fact that the motion between a rigid body like a billiard ball and fine particles can be represented by the same elastic model.

Rutherford’s personality

Due to his personality, Rutherford is called the father of atomic physics. He was the kind of person at the Candebish Institute who was calling out to young researchers “Boys!” Also, although he is a naturalized person in England, he seems to have stubbornly kept the style of not taking off his suit jacket even on the sandy beach in summer as a gentleman. And the element with atomic number 104 is now called Rutherfordium in memory of him.

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本多光太郎(ほんだこうたろう)
【雑種の犬と大学に。「今が大切」「つとめてやむな」】‐7/30改訂

こんにちはコウジです。

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永久磁石発電機
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【1870年3月24日生まれ ~ 1954年2月12日没】


【画像引用:国立国会図書館】

本多光太郎について

本多光太郎は日本の鉄鋼業界での研究土壌を作り上げ、

研究者として多くの人材を育て上げた先人です。

人物としては、

彼の逸話を聞けば聞くほど人間臭い所が感じられて、

個人的に本人に会ってみたくなります。

見てみたいです。

本多光太郎はいつも古い着物を着て、

靴底が擦り切れるまで靴を履き、雑種の犬を引きながら

大学に出勤していたようです。そんな人です。

本多光太郎は子供時代は学校の成績も悪くて、大柄な割に何時も青ばなをたらしてて、
「はなたらしの光さん」と呼ばれていた学校嫌いの子供でした。そんな
本多光太郎が東大に進学して理学系の物理学科を卒業したそうです。
東大では田中舘愛橘らの流れを受ける日本物理学の教育体系の中で学びました。

今は理物と物工(りぶつ、と、ぶっこう)があるのでしょうが、当時はどうだったのでしょうか。
その後に本多光太郎はドイツとイギリスに留学します。当時日本人研究者の多くは
ボルツマンヘルツらドイツ物理学の影響を受けていました。帰国後、東北大学で教授を務め
理化学研究所で研究を進める中で有名な「KS鋼」を発明します。

本多光太郎は金属に対しての材料物性学の研究を世界に先駆けて始めていました。
より性能の優れた材料を作り上げる為に
所謂(いわゆる)「冶金」の過程を研究していったのです。

本多光太郎の業績

KS鋼(新KS鋼)は発明時に世界最強の永久磁石でした。

現代での硬質磁性材料に繋がる研究の端緒をつけたのです。

それまで刀などの特定目的で鍛えられてきた日本の鉄が

工業生産に耐える性能を備えて差別化出来るように

なっていくのです。この発明がなされてから益々、

各種産業で多くの日本の鉄が使われていくのです。

KS鋼とは何か

KS鋼(ケーエスこう)は、本多光太郎が1917年に開発した永久磁石用鋼材です。
「KS」は共同研究者であった住友吉左衛門家の鈴木(K)と、住友伸銅所(S)
に由来するとされ、日本の磁性材料研究を世界水準へ押し上げた発明でした。

当時は強力な永久磁石を作ることが難しく、電気機器や計測機器の性能向上には大きな壁が
ありました。
本多は鉄にコバルトやタングステンなどを加え、熱処理条件を工夫することで、
それまで世界最高だった磁石鋼を上回る性能を実現します。

KS鋼はその後改良され、新KS鋼へ発展しました。
この成果は発電機・モーター・計器・電話機・無線通信機器など、
近代工業の幅広い分野で利用され、日本の特殊鋼産業の発展にも大きく貢献しました。

現在ではネオジム磁石など希土類磁石が主流となっていますが、
「高性能永久磁石を材料設計によって生み出す」という発想は、
KS鋼から始まったと言っても過言ではありません。本多光太郎は、
日本における材料科学・磁性材料研究の礎を築いた人物なのです。

 

本多光太郎と実験

なにより、本多光太郎は無類の実験好きでした。「今日は晴れているから実験しよう」
と言いながら実験を始めたり、「今日は雨だから実験しよう」
と言って実験を続けたりしていました。そんな会話を始める時には
周囲の人は「ぁ、本多節だ!(笑)」と感じたことでしょう

独独の朗らかな緊張感が生まれたことでしょう。また、結婚式をあげた時に
本多光太郎本人が居なかったので、探しに行ったら実験室で
実験をしていたという。とぼけたエピソードもあります。

全般的に身の回りの細かい事は気にかけない大雑把な人でした。
そんな本多光太郎は組織を育て人を育てたことで有名です。
要職を務めたり創設に携わった研究機関を羅列すると、

東北帝国大学附属鉄鋼研究所、
東北帝国大学総長、
千葉工業大学設立、
東京理科大学初代学長、
日本金属学会創設初代会長、
後の電磁研初代理事長

です。
指導している仲間に対しては毎日のように「どんな状況?」と実験の具合を
尋ねていき、論文に対して細かく意見を加えていたそうです。

最後に本多光太郎の言葉を残します

「今が大切」「つとめてやむな」

私にはトーマス・マンの
「くよくよするな働け」という言葉と重なります。
各人の人生・やりがいと、つながる言葉です。
本多光太郎は仕事として、人生として「実験を
何時までも考えていた人」だったのでしょう。

この分野の人物

田中舘愛橘

長岡半太郎

中村清二

ボルツマン

ピエール・キュリー

ロバート・ミリカン 

〆最後に〆

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(2021年10月時点での対応英訳)

About Kotaro Honda

Kotaro Honda is a pioneer who created the research soil in the Japanese steel industry and nurtured many human resources as a researcher. As a person, the more I listen to his anecdotes, the more human-like I feel, and the more I want to meet him. I wanna see.

It seems that Kotaro Honda always wore an old kimono, trousers until his soles were worn out, and went to college while pulling a hybrid dog. He is such a person.

Kotaro Honda was a child who hated school and was called “Hanatarashi no Hikari-san” because he had poor grades at school when he was a child. Kotaro Honda goes on to the University of Tokyo and graduates from the Department of Physics in Science. Nowadays, there are physical objects and craftsmen (Ributsu, and Bukko), but how was it at that time?

Works of Honda Koutarou

After that, Kotaro Honda will study abroad in Germany and England. After returning to Japan, he invented the famous “KS Steel” while working as a professor at Tohoku University and conducting research at RIKEN. Kotaro Honda was the first in the world to start research on material properties of metals. He studied the so-called “metallurgical” process in order to create better performing materials.

KS Steel (new KS Steel) was the strongest permanent magnet in the world at the time of his invention. He began his research on modern hard magnetic materials. Japanese iron, which had been trained for specific purposes such as swords, will be able to differentiate itself with the ability to withstand industrial production. Since the invention of this invention, more and more Japanese iron has been used in various industries.

Experiment with Kotaro Honda

Above all, Kotaro Honda loved experiments like no other. He started his experiment saying “it’s sunny today so let’s experiment” and continued his experiment saying “it’s raining today so let’s experiment”. Kotaro Honda wasn’t there when he had the wedding, so when he went looking for it, he was experimenting in the laboratory. There is also a blurry episode. He was a rough person who generally didn’t care about the details around him.

Engaged Organaization

Kotaro Honda is famous for raising organizations and raising people. When he lists the research institutes that have held important positions or were involved in the founding,

Tohoku Imperial University Steel Research Institute,
President of Tohoku Imperial University,
Established Chiba Institute of Technology,
First President of Tokyo University of Science,
Founding Chairman of the Japan Institute of Metals,
He was later the first deputy director of the Institute of Electromagnetics.

He asked his colleagues about the condition of the experiment on a daily basis, asking “what kind of situation?” And added detailed opinions to his treatise.

Finally, I will leave the words of Kotaro Honda.

“Now is important” “Don’t stop”

To me, it overlaps with Thomas Mann’s words, “Don’t work hard.” It is a word that connects each person’s life and rewards. Kotaro Honda must have been “a person who had been thinking about experiments forever” in his life as his job.

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中村清二
【地球物理・実験物理を研究し多くの人材を育てました】-7/29改訂

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光学ガラス三角
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【1869年10月28日〜1960年7月18日】

中村清二(1878-1963)は、日本の物理学者・地球物理学者であり、
光学・火山学・物理教育という三つの分野で大きな足跡を残しました。
東京帝国大学教授として多くの研究者を育成するとともに、
『理科年表』の物理部門監修や実験物理学教育の充実にも尽力し、
近代日本の物理学の発展を支えた人物として知られています。

中村清二の時代のキャリア形成

中村清二は福井県に生まれ、東京帝国大学へ進学しました。
在学中は田中舘愛橘の指導を受けていますが、その後の
キャリア形成には、現代とは異なる時代背景を強く感じさせるものがあります。

1903年、中村は30代で助教授の地位にありましたが、その時期に
ドイツへ留学しています。特に興味深いのはその後で、
帰国後に博士号を取得している点です。

当時の修士課程の位置づけについては詳しく分かりませんが、
博士課程を修了する前に助教授として学生を指導し、
さらに海外留学を経験したうえで博士号を取得していたことになります。
現代の感覚からすると、時代の違いを強く感じさせる経歴です。

現在であれば、博士号を取得していない助教授、
あるいは准教授はほとんど存在しないのではないでしょうか。

【出典:wikipedia】


中村清二の研究業績

中村清二は、何よりもまず光学の研究で知られています。
量子力学が成立していく時代に関連する研究を行い、
光弾性実験やプリズムの最小偏角に関する研究などを手がけました。

また、地球物理学の分野でも重要な業績を残しています。
大正時代に三原山が噴火した際には、地球内部の物理学に
強い関心を持つようになり、火山学の確立に寄与しました。
三原山や浅間山における研究体制の整備にも大きく貢献しています。

さらに中村は、物理学教育にも情熱を注ぎました。物理の教科書を
繰り返し編纂し、とりわけ東京帝国大学の講義科目であった
「実験物理学」は、後の日本の物理学人材を育成し、学問の発展の礎を築いたといえます。

1925年には『理科年表』が刊行されますが、その際、
中村は物理部門の監修者として重要な役割を果たしました。
定年後も研究意欲は衰えず、八代海の不知火や魔鏡の研究に取り組んでいます。

理科年表とは何か

『理科年表』は、日本で最も権威ある科学データ集の一つです。
1925年(大正14年)に創刊され、現在も毎年改訂版が刊行されています。
天文学・物理学・化学・地学・生物学・気象学・地震学など、
自然科学に関する膨大な数値や定数、観測データを一冊にまとめた資料であり、
研究者だけでなく、大学・高校の教育現場、企業の技術者、
さらには新聞社や出版社でも広く利用されています。

理科年表の特徴は、単なる辞典ではなく、
「正確な数値を調べるための標準資料」である点です。
例えば、プランク定数、光速度、重力加速度、元素の物理定数、
天体の位置、日食・月食の時刻、各地の気象統計、
地震・火山活動の記録など、科学研究で必要となる基礎データが
体系的に整理されています。
現在でも論文や教科書を執筆する際の重要な参考資料として利用されています。

創刊当時、中村清二は物理部門の監修を担当しました。
これは単に記事を書いたという意味ではなく、
日本の物理学者が共通して利用できる基礎データを整備し、
全国の教育・研究活動を支える役割を担ったことを意味します。
研究成果は論文だけでは発展しません。
誰もが同じ基準で数値を扱える環境を整備することも、
科学の発展には欠かせない仕事でした。
中村清二は研究者であると同時に、日本の科学基盤を築いた
教育者・編纂者でもあったのです。

創刊から100年近く経った現在でも『理科年表』は刊行され続けており、
日本の科学界を支える代表的な出版物として高く評価されています。
中村清二の仕事は、研究成果だけでなく、後世の研究者が
利用する知識基盤の整備という形でも受け継がれているのです。


中村清二の人柄と周辺人物

中村清二は、妻との間に二男二女をもうけました。また、
作家の中村正常は兄の子にあたります。中村正常は、
三原山の調査に同行したこともあり、学問的な交流があったことがうかがえます。

なお、中村正常の長女は女優の中村メイコとして知られています。

こうした多くの業績と人とのつながりを残し、中村清二は
91歳で生涯を閉じました。まさに大往生といえるでしょう。


関連する物理学者

◀ 前の人物:田中舘愛橘

日本近代物理学の礎を築き、中村清二の恩師。

▶ 次の人物:長岡半太郎

日本初期の原子論研究を牽引した物理学者。

この分野の物理学者(日本近代物理学)

田中舘愛橘

中村清二

長岡半太郎

本多光太郎

アルベルト・アインシュタイン

マックス・プランク

〆最後に〆

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(対応英訳)

Seiji Nakamura was born in Fukui prefecture and enterd into the University of Tokyo. There, he was taught by Tanakadate Aikitsu, and from there I felt the times in his future career. He was an assistant professor in his thirties in 1903, when he went to Germany to study abroad. The part where I felt the times was when I thought about it, but Nakamura got his PhD after returning to Japan. I don’t know how to treated a master’s degree at that time, but before finishing his doctoral course, he taught students as an assistant professor, studied abroad, and then got a PhD. He felt that the times were different.

Nakamura is known for his research in optics. He has been doing related work in the era when quantum mechanics was established, and he is studying photoelastic experiments and the minimum declination of prisms.

Nakamura is also conducting research in the field of geophysics. Especially when Mt. Mihara erupted in the Taisho era, he was interested in the physics inside the earth. He has established volcanology and is contributing to the development of research systems for Mt. Mihara and Mt. Asama. ..

He also repeated the work he enthusiastically put together a physics textbook. In addition, experimental physics, one of the lecture subjects at the University of Tokyo, cultivated human resources in Japan laters and laid the foundation for the development of physics. His science chronology was released in 1925, when he left his job as a supervisor in the physics department.
After retirement, Nakamura is conducting research on Shiranui and magic mirrors in the Yashiro Sea.

Personality of Seiji Nakamura, etc.
Nakamura could have a second son and a second daughter with his wife.
The writer, Masatsune Nakamura, was the son of his older brother and also accompanied him to the investigation of Mt. Mihara.
The normal eldest daughter is Meiko Nakamura, an actress.
Nakamura was called, leaving behind many of them. He is 91 years old.

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ヨハネス・ゾンマーフェルト
【粒子の運動を考察して量子化条件を進化|立派な人材を育てた良き先生】-7/28改訂

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部分と全体
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【1868年12月5日生まれ ~ 1951年4月26日没】


【引用:Wikipedia】

その名の綴りはArnold Johannes Sommerfeld。
ドイツのゾンマーフェルトは

 

パウリハイゼンベルク の指導をして

育てあげた大きな実績があります。

 

 この二人は量子力学で大きな仕事をしていて

この二人が抜けていたら

量子力学の発展は大きく遅れていたでしょう。

「とても意義深い仕事」をしてきた人達でした。

パウリもハイゼンベルグも

ゾンマーフェルトの研究室を離れた後に

対象の深い部分に対しての考察を進めています。

また、ゾンマーフェルトを語るうえで忘れたくないのは
ボーア・ゾンマーフェルトの量子化条件です。

ゾンマーフェルト最大の功績は、
ボーアの原子模型をさらに発展させたことです。
ボーアは電子が円軌道を描くと考えましたが、
ゾンマーフェルトは電子は楕円軌道も取り得ると考え、
さらに相対論的効果まで取り入れました。
その結果、水素原子スペクトルの微細構造を
より正確に説明できるようになり、量子論は単純な
原子模型から本格的な理論体系へと発展する
大きな一歩を踏み出しました。

また、ボーア=ゾンマーフェルトの量子化条件は、
後にハイゼンベルクやシュレーディンガーらが築く
量子力学への橋渡しとなりました。
現代では古い理論として位置付けられていますが、
量子力学誕生までの重要な歴史的段階として、
科学史の中で非常に高く評価されています。 

そこがまさに

電子軌道の自由度を考える事に繋がったのです

「ゾンマーフェルトは、ボーアの原子模型を拡張し、電子の軌道が必ずしも単純な円ではなく、
楕円軌道を取り得ることを理論的に示しました。これは、同じ原子でも観測されるスペクトル線が
微細に分裂する現象を説明する鍵となりました。ボーアの量子化条件をより一般化し、
高次の量子数や相対論的効果まで含めた理論を展開することにより、
量子力学が本格的に発展する土台を築いたのです。Encyclopedia Britannica

微細構造とは何か

ゾンマーフェルトの業績を理解する上で欠かせないのが「微細構造
(Fine Structure)」です。これは、水素原子などが放つ光のスペクトル線を
高い分解能で観測すると、本来一本であるはずの線が僅かに複数へ分裂して
見える現象を指します。19世紀末から20世紀初頭にかけて、この現象は
物理学者たちを大いに悩ませました。

ボーアの原子模型では、電子は原子核の周囲を円軌道で運動すると考えられて
いました。この理論だけでも水素スペクトルの主要な波長は説明できましたが、
実際の観測ではさらに細かな分裂が存在していました。そこで
ゾンマーフェルトは電子軌道を円だけでなく楕円まで拡張し、
角運動量の量子化を一般化するとともに、電子の相対論的効果も理論へ
取り入れました。その結果、観測されていた微細構造を定量的に説明することに
成功したのです。

もっとも、現在では微細構造は単純な楕円軌道だけで説明されるものではなく、
電子のスピンやスピン・軌道相互作用、さらには相対論的補正などを含めた
量子力学によって理解されています。それでもゾンマーフェルトの理論は、
古典的なボーア模型から現代量子力学へ橋を架けた極めて重要な中間段階
でした。実験で観測されるスペクトルをより精密に説明しようとした彼の試みは、
後にハイゼンベルクやシュレーディンガーらによる量子力学の完成へと
受け継がれていきます。微細構造の研究は、「原子の内部では古典力学だけでは
説明できない現象が起きている」ことを示した歴史的証拠の一つでもありました。

 

より詳細にはボーアの提唱した量子化条件を

進化させて、より高次の拡張を展開していった

と言えるでしょう。同時期の

ウィルソンや石原純の理論も特筆すべきです。

 

【以下2原論文はWikipediaより引用しました】

  • Wilson, W. (1915). “The Quantum Theory of Radiation and Line Spectra”. Phil. Mag.. Series 6 29 (174): 795-802. doi:10.1080/14786440608635362.
  • Ishihara, J. (1915). “Die universelle Bedeutung dse Wirkungsquantums”. Tokyo Sugaku Buturigakkai Kizi. Ser. 2 8: 106–116. JOI:JST.Journalarchive/ptmps1907/8.106.

こういった話をしていて感じるのは
どうやっても見えない世界に
何とか形を与える事は素晴らしい、
という事実です。

実際に形を与える事は文化的発展に繋がり

世界を変えていくのです。

ダイナミックな世界かと思います。

日々の暮らしでは感じられない世界です。

そして、
ゾンマーフェルトは事故で命を落としています。
残念な最後ですね。残した物が大きいだけに残念です。
後程、AIで彼のお人柄を分析してみたくなりました。
少しでも思い出したい人って居ますから。


関連する物理学者

◀ 前の人物:ニールス・ボーア
量子化条件を提唱し、
ゾンマーフェルトによって発展した。

▶ 次の人物:ヴェルナー・ハイゼンベルク
ゾンマーフェルト門下から
行列力学を築いた量子力学者。

この分野の物理学者(量子論)

プランク

アインシュタイン

ボーア

ゾンマーフェルト

パウリ

ハイゼンベルク

シュレーディンガー

ディラック 

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2020/09/20_初稿投稿
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AIでの考察(参考)

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Sommerfeld in Germany has a great track record

of growing up with the guidance of Pauli and Heisenberg. If these two people were missing, the development of quantum mechanics would have been greatly delayed. They were people who had done “very meaningful work”. Both Pauli and Heisenberg have been thinking about the deeper parts of the subject after leaving Sommerfeld’s laboratory.

Personally in Sommerfeld’s work, I was impressed with the method of expanding and calculating the integral path. I thought that was exactly what led to thinking about the degree of freedom of electron orbits. ..

Sommerfeld’s idea is that an electron should draw an elliptical locus without moving in a simple circular orbit. In more detail, it can be said that Bohr’s proposed quantization conditions were evolved to develop higher-order extensions. The theory of Wilson and Jun Ishiwara at the same time is also noteworthy.

[The following two original papers are quoted from Wikipedia]

Wilson, W. (1915). “The Quantum Theory of Radiation and Line Spectra”. Phil. Mag .. Series 6 29 (174): 795-802. Doi: 10.1080 / 14786440608635362.
Ishihara, J. (1915). “Die universelle Bedeutung dse Wirkungsquantums”. Tokyo Sugaku Buturigakkai Kizi. Ser. 2 8: 106–116. JOI: JST.Journalarchive / plotms1907 / 8.106.

What I feel when talking about this is that it is wonderful to somehow give shape to the invisible world. Actually giving shape leads to cultural development and changes the world. I think it’s a dynamic world. It’s a world you can’t feel in your daily life.

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ロバート・ミリカン
【油滴重量から電気素量を導いた米国の実験家】-7/27改訂

こんにちはコウジです。

半年ごとの記事見直しです。
では、ご覧ください。内容を整理し、
主にリンクを見直しました。
現時点での英訳も考えています。
(以下原稿です)

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【1868年3月22日 ~ 1953年12月19日】


ロバート・A・ミリカン(1868–1953_写真は1891のもの)
光電効果と油滴実験で知られるアメリカの実験物理学者
出典:Wikimedia Commons(Public Domain)

ミリカンは非常に優れたアメリカの実験家でした。

コロンビア大学で物理学の博士号をとりますが、ミリカンが

同大学での初めての物理博士習得者だったそうです。

光の二重性が議論されていた当時、ミリカン自身は必ずしも
「光量子仮説に積極的」だったわけではありません。むしろ、
アインシュタインの光電効果の理論に対しては
強い懐疑を抱いていました。

しかし、実験家として徹底的に検証を重ねた結果、光電効果の
振る舞いは粒子性を前提としなければ説明できないことを、
ミリカン自身の精密実験が示すことになります。
彼は自らが慎重であった仮説を、実験によって
支持せざるを得なかったのです。

ミリカンは長年にわたり光電効果を精密に測定し、
入射する光の振動数と飛び出す電子の運動エネルギーとの関係を
詳しく調べました。その結果はアインシュタインの
光量子仮説と驚くほど一致しており、自ら懐疑的であった
理論を実験によって裏付ける結果となりました。
さらに、
この測定からプランク定数を極めて高い精度で決定し、

量子論の発展に決定的な貢献を果たしたのです。

 

また、そうした実験と光の波長からプランク定数を定めました。

思えば、2022年のノーベル賞も実験家に贈られています。時代・時代で
現実世界との対応を確かめていくのが実験家です。同時に、実験家が
事実を示すことで理論が進みます。プランク定数は今や多くの論文の中で
当たり前に使われている定数です。

電気素量を導き出した実験

金属板の間を落下する液体の運動を考え、ミリカンらは

重力効果に対してクーロン力の兼ね合いを計算に取込み、

厳密に計測値が求まる油滴重量から電気素量を導きます。

ミリカンは極めて小さな油滴を電場の中に浮かせ、
重力と電気力がつり合う条件を精密に測定しました。
すると、どの油滴が持つ電荷もある一定の最小単位の
整数倍になっていることが分かります。
この最小単位こそ
電子1個が持つ電気量、
すなわち電気素量でした。 

この油滴の実験の素晴らしい所は量子化する事で電子の

粒子性を示した点です。電流が計測されるイメージを考え

みた時に、その担い手の電子が連続量なのか粒子のように

考えられるか、当時は不確かだったのです。

ミリカンの実験結果では粒子性が示されました。

この2つの業績でミリカンはノーベル賞を受けました。

ミリカンは非常に優れた教育者

多くの教科書を世に送り、その中で少し先んじた

概念をミリカンは紹介しています。更にミリカンは

カリフォルニア工科大学の創設に大きく関わりました。

今でも同大学に彼の名を冠した建物があるそうです。

【そもそも米国の通例で、1号館と言う代わりに
ミリカン・ホールという名をつけたりします】


関連する科学者

この分野の科学者(電子・量子論)

マックス・プランク

ヴィルヘルム・ヴィーン

アルベルト・アインシュタイン

J.J.トムソン

アーネスト・ラザフォード

ロバート・ミリカン

ニールス・ボーア

ヴェルナー・ハイゼンベルク 



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(対応英訳)

Millican was a very good American experimenter.

He holds a PhD in physics from Columbia University, and Millican was the first PhD in physics at Columbia University.

He develops a theory that puts wave nature in the foreground at the stage of demonstrating that light has particle nature and wave nature. However, it seems that Millican himself repeatedly asked himself that the experiment that assumed particle nature as an experimental fact produced very consistent results.

As a result, Millican also experimentally supports the photoelectric effect discussed by Einstein. We also determined Planck’s constant from such experiments and the wavelength of light. In addition, the experiment that derived the elementary charge is also wonderful. Considering the movement of the liquid falling between the metal plates, Millican et al. Incorporated the balance of Coulomb force against the gravitational effect into the calculation.

The elementary charge is derived from the weight of the oil droplet

, for which the measured value can be obtained exactly. The great thing about this oil drop experiment is that it shows the particle nature of electrons by quantization. When I thought about the image of measuring the electric current, it was uncertain at that time whether the electrons of the bearer were considered to be continuous quantities or particles. Millican received the Nobel Prize for these two achievements.

Millican has also sent many textbooks to the world as a very good educator, introducing concepts that are a little ahead of the game. In addition, Millican was heavily involved in the founding of the California Institute of Technology. It seems that there is still a building bearing his name at the university.

[In the first place, it is customary in the United States to call it Millican Hall instead of Building No. 1.]

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マリ・キュリー
【ウラン含有量に注目|特定原子の遷移を示し物理学に殉じたフランスの偉人】-7/26改訂

こんにちはコウジです。

半年ごとの記事見直しです。
では、ご覧ください。内容を整理し、
主にリンクを見直しました。
現時点での英訳も考えています。
(以下原稿です)

キューリ夫人伝
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【1867年11月7日生れ ~ 1934年7月4日没】


マリー・キュリー(1867–1934)
出典:Wikimedia Commons(Public Domain)

マリア・スクウォドフスカ=キュリー

:Maria Salomea Skłodowska-Curieですが

フランス語でマリ・キューリと呼ばれる事が多いです。

彼女は物理学と化学で2度ノーベル賞を受けています。マリ・キューリの父は研究者
でしたが貴族階級の出身だった為に、帝政ロシアの支配下の元で教壇に立つこと
を禁じられていました。マリ・キューリは10歳をなる前に大変苦労します。父の
非合法の講義が発覚して職・住を失い、母の結核による他界があり、更には
投機での失敗もあり、
マリーは親戚等の世話になります。

 

そんな苦しい時期にマリ・キューリにも

恋をした時間がありました。

当時、マリ・キューリは家庭教師を生業としていましたが、カジュミェシュ・ゾラフスキ
という青年と恋仲に落ちます。
共に避暑旅行に出かけたりして幸せな時間を過ごしますが、
最終的には破局を迎えました。この事がマリ・キューリのパリ行きに繋がった様です。

パリでもマリ・キューリは苦労します

屋根裏部屋に住んで、寒い時には持っている全ての服を着ながら勉学に励みます。
パトロンが居たという話も聞きません。地方から出てきた若いマリはただ勉強を続け、
自分の知見の方向性を模索します。人生をかけて取り組む分野を切り開いていくのです。
そんなパリ生活は大学の学部を卒業する迄、続きました。

 

そんなマリ・キューリに

光明がさします。知り合いを通じて

ピエール・キューリと出会ったのです。

 

そのピエール・キューリは国外で評価を受けていて1893年には英国の
ケルヴィン卿が訪ねてくる程でした。
ところが、ピエール・キューリは
勲章を辞退してしまうような性格でひたすら研究に励んでいました。

そんな二人が惹かれ合い、認め合い、マリの帰国後もピエールは
恋文を
贈り続け、遂にはマリの心が動き、2人は簡素な結婚式をあげます。

幸せな結婚だったと思います。

祝いの宴もなく、結婚指輪も無い、

つつましい形式でしたが

祝い金で買った自転車に乗り、

フランスの片田舎へと新婚旅行に旅立ちます。

ピエールが自転車をこぎ、

その後ろにマリが乗り、長閑な道を

語りながら進んでいった事でしょう。

料理・洗濯などの家事で頑張り、長女に恵まれながら学問を続け、ベクレルの見出した放射線に対して二人は研究していきました。そこで。光や温度といったパラメターではなくウラン含有量の「量」が放射現象には本質的であるとの結論を得ます。
その後、マリとピエールの夫妻は元素の精製に心血を注ぎます。純度をあげる事で同位体の存在に近づいていったのです。関心のある精製にキューリー夫妻は全てを注ぎ込みます。結果として、夫ピエールは度重なる発作に苦しみ、妻マリは神経衰弱から睡眠時遊行症に陥ります。
そんな中で第2子を流産してしましました。そうした犠牲を払い、夫婦は物理学で大きな成果をあげます。

放射能とは何か

放射能とは、不安定な原子核がより安定した状態へ移り変わる際に、
自発的に放射線を放出する性質のことです。現在では原子核物理学の
基本概念として知られていますが、19世紀末までは原子は変化しない
存在であると考えられていました。その常識を覆すきっかけとなったのが、
アンリ・ベクレルによる天然ウランの放射線の発見と、それを受けて
マリ・キュリーが「放射能(Radioactivité)」という概念を提唱し、
体系化した研究でした。マリ・キュリーは、放射線の強さが光や温度ではなく、
物質そのものに由来することを実験によって示し、放射能が原子固有の性質で
あることを明らかにしました。

放射線にはアルファ線、ベータ線、ガンマ線など複数の種類があります。
アルファ線はヘリウム原子核、ベータ線は電子や陽電子、
ガンマ線は非常に高いエネルギーを持つ電磁波です。
これらは原子核が崩壊する過程で放出され、後にラザフォードらによって
詳しい性質が解明されました。こうした研究は原子核物理学の誕生につながり、
現代の量子物理学や素粒子物理学へと発展していきます。

現在では放射能は医療・工業・科学研究など幅広い分野で利用されています。
例えば、がん治療で用いられる放射線治療、PET検査などの核医学、
年代測定、材料検査などは放射性元素の性質を利用した技術です。
一方で、放射線は過度に被ばくすると人体へ悪影響を及ぼすことも
分かっており、
厳格な安全管理のもとで利用されています。
マリ・キュリー夫妻が命がけで切り開いた放射能研究は、
現代医学や原子核科学の礎となり、21世紀の科学技術にも受け継がれているのです。

 

新しい概念の提唱に至ります

マリ・キューリ最大の功績は、
単にラジウムやポロニウムを発見したことではありません。

「放射能(Radioactivity)」という現象そのものを体系化し、
それが原子そのものの性質であることを実験で示したことです。

それまで原子は変化しない存在と考えられていました。
しかしマリ・キューリの研究は、原子が自らエネルギーを
放出し、
別の元素へ変化する可能性を示しました。

この発見は20世紀物理学の出発点となり、後の
ラザフォードによる原子核研究、
ボーアの原子模型、
さらには量子力学へとつながっていきます。

―この事実は、原子を不変と考えていた当時の物理学に対する根本的な挑戦でしたー

放射線の放出は一見するとエネルギー保存則に反するかのように見えましたが、
後にラザフォードらによって原子核内部の構造と崩壊過程が研究され、問題は
より深い階層のエネルギー変換として理解されていきます。当時はまだ手探りの
段階でしたが、原子が変化し得る存在であるという認識そのものが、
物理学の地平を大きく押し広げたのです。

そして、その過程で放射線を放出して一見、エネルギー保存の法則に
相反する変化を起こしますが、それを追ってラザフォードらが
研究成果を次々と発表します。原子核の崩壊過程では素粒子の結合に関わる
様々なエネルギーが関与します。現在では簡素にダイヤグラムで理解する手法が
確立されていますが、当時は手探りの状況理解でした。
そして夫ピエールが放射線に医学的効果を期待出来ると発見をしていくのです。ラジウムの効果でした。微量のラジウムならば古くから「ラジウム温泉」の効果は広く知られていました(ただし、明確に「ラジウム」という言葉は使われていませんでした)。

また、現在では分かっているのですが過度のラジウムは身体に悪影響を与えます。放射線の影響を直接・装置で患者に対して考慮し始めたのです。ピエールの発見は大きな人類の知見へと繋がっていきます。

当初は、妻マリーの博士学位習得が放射線研究の目的であったのですが最終的にはマリー・ピエール・ベクレルの3人に対してノーベル賞が贈られます。苦労してきた二人にとって、まさに栄誉の極みでした。

所が、その後突然の不幸が訪れました。夫ピエールが46歳の若さにして交通事故で命を落とすのです。妻マリーは悲痛にくれます。当然でした。その後、傷が癒えるまでに多くの言葉と時間が必要でしたが、最終的に妻マリーは夫ピエールの大学での職位と実験室の後任を引き継ぎます。研究者として活動を始めたのです。

ケルビン卿との議論

マリー・キューリ―はケルヴィン卿と対峙します。夫を認めてくれていた恩人でもあるのですがケルビン卿はラジウムを元素ではなく化合物であると考えていたのです。マリーは実験事実で論破してケルビン卿の誤りを正しました。そしてカメリーオネスと低温状態のラジウム放射線を研究していこうと話を進めます。

また第一回ソルベー会議で論文を発表していた若き日のアインシュタインを評価して、チューリッヒ大学教職への推薦状を書いています。そうした当時の綺羅星の物理学者が彼女と交流を持ちました。反面、ゴシップ騒動に追われていた部分も有、マリーはマスコミを嫌います。二度目のノーベル賞を受ける際にはスウェーデン側からも授与を見合せる打診がありましたがマリーは毅然と対応して、ゴシップネタとされた関係を「成果をあげた関係」であると語りました。
旦那様の教え子、ランジュバンとの成果でした。

そして、、、語らなければなりません。何より悲しかったのは放射線のもたらした弊害です。研究の過程で放射線被曝が重なりマリーは頭痛・耳鳴り・怪我がなかなか治らないといった障害に悩まされ続けます。そして終には死に至りますが、当時はまだその関連性が明確ではなかったようです。

波乱に満ちたマリー・キューリの人生は幕を閉じましたがその後人々は彼女の残した物を高く評価しています。1995年、夫妻の墓はパリのパンテオンに移されました。フランス史の偉人の一人として今でも祭られています。そして、物理の世界の偉人として世界中で語り継がれています。


関連する物理学者

この分野の物理学者(放射能・原子物理学)

ピエール・キュリー

アンリ・ベクレル

J・J・トムソン

長岡半太郎

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(2021年9月時点での対応英訳)

Maria Salomea Skłodowska-Curie
She is often called Mari Curie in French.

She has received two Nobel Prizes in physics and chemistry. Mari Curie’s father was a researcher, but because he was from the aristocratic class, he was forbidden to teach under the rule of imperial Russia. Mari Curie has a hard time before she turns 10. Marie takes care of her relatives and others as her father’s illegal lectures are discovered and she loses her job and residence, her mother died of tuberculosis, and her speculative failure. Become.

I had a time when I fell in love with Mari Curie during such a difficult time. At the time, Mari Curie was a tutor, but she fell in love with a young man named Kajumjesh Zorafski. She spends a happy time together on a summer trip, but in the end it was catastrophic. This seems to have led to Mari Curie going to Paris.

Mari Curie has a hard time even in Paris. She lives in the attic and works hard at her studies while wearing all her clothes she has when it’s cold. Her life in Paris continued until she graduated from college.

Her light shines on such Mari . She had met Pierre Curie through her acquaintance. The Pierre Curie was well received abroad, and in 1893, Sir Kelvin of England visited him. However, Pierre Curie was devoted to his research with a personality that would decline his medal.

The two were attracted to each other and acknowledged each other, and even after her return to Paris, Pierre continued to give her a love story, and finally Mali’s heart moved, and the two had a simple wedding ceremony. I think it was a happy marriage. There was no celebration party, no wedding ring, and although it was a humble format, I rode a bicycle I bought for the celebration and set out on my honeymoon to a remote country in France. Pierre would ride a bicycle, and Mali would ride behind him, talking about a quiet road. They worked hard on cooking, continued their studies while being blessed with her eldest daughter, and studied the radiation found by Becquerel.

Therefore. We conclude that the “amount” of uranium content, rather than parameters such as light and temperature, is essential for radiation phenomena. After that, Mari and Pierre devoted themselves to the purification of the elements. By increasing the purity, we approached the existence of isotopes.

Mr Curie and his wife put everything into the refinement of interest. As a result, her husband Pierre suffers from repeated seizures and his wife Mari suffers from sleepwalking due to memory weakness. Meanwhile, I had a miscarriage of my second child. At that cost, we come up with a new concept. That is, “a specific element changes to another element”
The fact is.

Then, in the process, it emits radiation and causes changes that seemingly contradict the law of conservation of energy, but Rutherford et al. Will announce their research results one after another. Various energies involved in the bonding of elementary particles are involved in the decay process of atomic nuclei. Nowadays, a simple method of understanding with a diagram has been established, but at that time it was a fumbling understanding of the situation.

And her husband Pierre discovers that radiation can be expected to have a medical effect. It was the effect of radium. The effect of “radium hot springs” has long been widely known for trace amounts of radium (although the word “radium” was not explicitly used). Also, as we now know, excessive radium has a negative effect on the body. We began to consider the effects of radiation on patients directly and with equipment. The discovery of Pierre will lead to great human knowledge.

Initially, the purpose of radiation research was to obtain a doctoral degree from his wife Marie, but in the end, the Nobel Prize will be given to three people, Marie Pierre Becquerel. It was a great honor for the two who had a hard time.

However, sudden misfortune came after that. Her husband, Pierre, died in a car accident at the young age of 46. Her wife Marie is in pain. It was natural. After that, it took a lot of words and time for her wounds to heal, but eventually her wife Marie took over her husband Pierre’s college position and laboratory successor. She started her career as a researcher.

Discussion with Sir Kelvin

Marie Curie confronts Sir Kelvin. Sir Kelvin, who was also her benefactor who acknowledged her husband, considered radium to be a compound rather than an element. Marie argued with her experimental facts and corrected Sir Kelvin’s mistakes. She then goes on to study Cameriones and cold radium radiation. She wrote a letter of recommendation for the University of Zurich teaching profession in recognition of her youthful Einstein, who had published her treatise at the first Solvay Conferences. The physicist of Kirasei at that time had an exchange with her.

On the other hand, Marie Curie has been chased by the gossip turmoil, and Marie hates the media. When sMari received her second Nobel Prize, the Swedish side also asked her to forgo her award, but Marie responded resolutely and described her relationship as her gossip story as “successful.” “It’s a relationship,” she said.
It was an achievement with her husband’s student, Langevin.

And … I have to talk. The most sad thing was the harmful effects of radiation. In the process of her research, radiation exposure overlaps and Marie continues to suffer from disabilities such as her headaches, tinnitus and injuries that are difficult to heal. She and she eventually died, but it seems that the relevance was not yet clear at the time.

Her turbulent life with Marie Curie ended, but people have since appreciated her leftovers. In 1995, the tombs of the couple were moved to the Pantheon in Paris. She is still celebrated as one of the great men of French history. And she has been handed down all over the world as she is a great man in the physical world.