量子トンネル・水素原子・核分裂・放射線遮蔽・特殊相対性理論まで。量子力学・核物理・放射線工学をブラウザ上でインタラクティブに学べる専門シミュレーター集。
18本のシミュレーターQ: 不確定性原理は測定精度を上げれば破れますか?
A: いいえ、これは測定誤差の話ではなく自然界の本質的な制約です。Δx×Δp ≥ ℏ/2 は「位置と運動量を同時に確定した値として持てない」ことを意味します。電子を箱に閉じ込めると零点エネルギーが生じます。これが固体の安定性の根拠でもあります。
Q: 核分裂と核融合ではどちらがエネルギーが大きいですか?
A: 質量当たりで比較すると、核融合(水素→ヘリウム)は核分裂(ウラン)の約4倍のエネルギーを放出します。ただし核融合の制御(プラズマを1億度以上に保つ)は技術的に困難で、現在商用炉はありません(ITER建設中)。
Q: 放射線遮蔽の半価層(HVL)とはどういう意味ですか?
A: 放射線強度を半分に減衰させる遮蔽材の厚さを半価層(Half Value Layer)といいます。I = I0×(1/2)^(x/HVL) で計算します。60Coのγ線の鉛におけるHVLは約1.2cmです。
Q: 量子井戸デバイスとは何ですか?
A: 半導体の薄層(数nm)でキャリアを量子力学的に閉じ込めた構造です。エネルギー準位が離散化され「箱の中の粒子」モデルで計算できます。量子井戸レーザー・LED・HEMTなど現代の光電子デバイスの基盤技術です。