金と銀の色が違うのは何故か？【物質に潜む相対論的効果】

[@yobinori]

【補足】 今回は簡単のために単原子の金の説明をしていますが、色を考えるときには暗に金属結晶(多原子系)を想定しています。以下、それに関する補足です。 ①今回は「ギャップ以下のエネルギーの光は反射する」としてさらっと流してしまっていますが、実際にはこれは自由電子による反射です(単原子では透過) ②今回描いたエネルギー図は単原子のものですが、実際に金属結晶(多原子系)を考える際は5dと6sのそれぞれで形成されるバンドを考えます(本質は同じ)

[@shige88256]

😊😊😊😊😊 😊😊

[@林行成]

❤

[@若原隆宏]

正直、考えたこと無かったです。めっちゃ感動しました。

[@shourin617]

逆に物質の色が説明できる相対論がすごい。

[@佐久間隆貴]

ヨビノリさんの授業を見ていると新しいことを知ることの素晴らしさに気付かされます。 学生時代にもっと勉強しておけばもっと色んな世界が見えていたと思うと残念ですが、知らない世界がたくさんある今、今後の人生でたくさんのことを知ることができると思うととても楽しみでもあります。

[@junk8831]

20年ほど前に大学のレポート課題に出されたのを覚えています。図書館で必死に調べてあってるのかどうかわからない酷い内容のレポートを出した記憶があります。 今の時代にはこんなにもわかりやすく知識の得られるコンテンツがあって素晴らしいなと思いました。久しぶりに量子化学を学び直したくなるぐらい感動しました。

[@user-hu7ju6oo5b]

自分は今高校一年生で、化学は2年生からなので全く触れていない状態でこの動画を拝見しましたが、とても感動し、ものすごく美しいと感じました。化学について色々勉強してみようと思います。これからも面白い動画を楽しみにしてます！

[@kawamura746]

面白かったです。私は化学系の人間なのですが、相対論効果の大切さが知れました。ありがとうございます。

[@あべんじゃ-o2k]

久しぶりの固体物理回ですね👍 逆格子空間やブリルアンゾーンなど基礎的なところにつまづきどころがある固体物理の講義は、学生からすると需要があると思うので、いつか連続講義動画が出ることを期待しています！

[@se--ya]

相対性理論がこんなに身近なところで影響してるのが驚きです。 ありがとうございました！

[@hirune_yuki]

ゴリンゴリンに擦られた雑学と、場がキンキンに冷えた所は、直ぐに解りました…！ 楽しく教えてくださって有難うございます☺️

[@フォノン-h3w]

今まさに興味をもって調べてた分野なのでとても参考になりました‼︎ やはり物性物理学は面白いですね😊

[@LilyKittyful]

たくみ様のこれまでの多くの価値ある動画で1番感動を覚えました。 個人的に金貨や銀貨に関心があり集め始めていますが、色の要因に相対性理論が関連していることに驚かされました。科学の日常生活との関連と奥深さが再認識できます。

[@makuradohizato]

銅,銀,金をバンド計算してそれぞれエネルギー状態密度を並べてみると、銀だけ状態密度が高いエネルギー帯がフェルミエネルギーから可視光エネルギーよりも離れていて、確かにこれは吸収されないというのが分かって面白いです

[@1aj854]

いつもに増して鮮やかな講義だったなぁ。とてもたのしめました。

[@たいやきチャーハン]

これは、ハマりそうです。 早速、化学結合論見てみます。😊

[@yasushifukai4212]

最外殻電子d〜s配置の絶妙な金銀銅。絶妙な相対論的効果のご説明ありがとうございます。おかげで、お隣の元素（Ni〜Pt,Zn〜Hgなど）の無色な理由も分かりました。

[@mizuti-ic2mg]

かなり昔ですが薬学部だったので電子の軌道の勉強はかなりしましたが、色についてそれも相対論も絡めて考えた事なんて無かったので、ちょっと感動しました😮

[@高橋寿代-e7e]

金銀の光が相対性理論に関わっているなんてこれからジュエリーを見る目が変わりそうです。勉強になりました。たくみさんありがとうございます😊

[@EishinYazawa]

めちゃくちゃ惹かれる内容！！！ 化学に物理駆使するの大好きです 量子化学で相対論効果を考えるやつがあってそれ勉強したい…

[@royale78can]

大学理系基礎知識があれば理解出来る内容で、とても分かりやすく面白かったです！

[@ちゃんす-l1s]

あなたの「ノリ」のおかげで物理が好きになり得意になりました‼︎‼︎ おかけで2023の共テでは88取れました‼︎‼︎‼︎‼︎‼︎‼︎ 感謝しかないです

[@it6491]

ちょうど、化学結合論を見終わったところだったから、発展的な内容として、とても面白かった！

[@PsiPurvaisa]

2:47 ここでも出てくる「137」という不思議な数字

[@notification6078]

ほんとは面白いのに、つまらない親父ギャグまで予備校を真似してるの尊敬します！ 講義も面白かったです！

[@Akita_ken2236]

ほんと"は"面白いのに

[@tkzn_io]

面白かったです。青っぽい、緑っぽい純粋な金属が存在しないのも納得です。

[@NE-fy9cj]

物体の色が反射光の波長に依存するのは聞いたことあったけど、それが今まで勉強してた励起による光の吸収とか重い元素だと相対論が関係してるのはちょっと感動

[@マウンテン-p3d]

フント則の定性的説明がわかりやすくてよいですね！ バンド理論適用した方厳密では？と思いました、しっかり固定コメントに補足されていました

[@kaosozen]

水銀からこちらを再視聴。わかりやすく解説されていると思います。 　光を吸収する「ことがあり」と「」を強調する言い方に意味があるのだろうなとは思いながら、その辺が動画で解説されていないような気がしました。

[@iontrump]

他の金属元素の色も調べたくなった

[@Kohta1018]

重い原子の内側軌道が縮むのは原子核の電荷が大きく内殼電子の感じるクーロン力が強い事が主な要因だと思っていました。

[@hamunami]

クーロン力が強いのが主な要因でしょう。相対論の効果はそれに少し上乗せされたおまけみたいな物ですよ。

[@くろねこ-o5e]

理系ながらも生物選択だった私にも分かりやすい！

[@nununussan]

ds遷移は双極子近似では禁制なので、その効果は小さいと予想してましたが、それで理解できるのですね。とても勉強になります！

[@hibaryllis]

金の色は相対論的効果で説明されるというのを読んだことはあったので気にはなっていたのですが、この動画でそれがどういう話だったのか初めて知れました なかなか一般向けの本には載せられない内容を、こうやってわかりやすくかつ誤魔化し過ぎずに説明してもらえるの凄くありがたい

[@アリア-t6b]

色の違いは反射率の違いだから、てっきり古典的なモデルで説明可能なのかと思い込んでました。バンド構造に由来する光の吸収まで考慮しないといけないんですね。目から鱗でした。

[@つれずれにゃごろう]

色って、本当に面白いですよね！ 自分が化学が好きになったのも、モノを混ぜるとなんで色が変わるんだろう？からでした。 化学反応でも、振動反応とか、時間によって色が変わっていくなんかは面白いです。 そういえば、金属粉体は基本的に黒色なんですけど、アルミニウムだけは白くなるんですよね。 そういうのも取り上げて頂けたら嬉しいです。

[@Maya-yh9hc]

相対性理論を考えないと、色はどうなるのでしょうか？

[@Gekitakubaibai]

鉄が磁石になる理由も解説してほしい スピン軌道相互作用を考慮して

[@yu-wd8wx]

鉄が磁石になる理由はスピン軌道相互作用よりむしろ交換相互作用というもの重要で、3d 軌道の電子スピンが交換相互作用により出来る限り同じ方向を向くので、スピンの向きが揃って巨視的に磁石の性質が発現します。 交換相互作用とはアップスピンとダウンスピンが同じ軌道に入るとクーロン力により反発を受けるので、同じ軌道に入らないようにするためにも、スピンの向き 揃えようとする力です。

[@PP-jg2vz]

とても勉強になりました。

[@レイナ-q5i]

めちゃくちゃおもしろい！

[@yobinori]

わー！嬉しいー！！

[@kt300]

ちょうどこの相対論的量子力学の分野の修士論文の提出が迫っているところです。逃避行動としてしっかり見てしまいました、、、

[@uyamuya965]

場がキンキンに冷えるだなんてご謙遜を。もっと堂々と発表してくださいよ。

[@kenny_bluewood]

たくみを見てたらギンg……

[@ナマーエミョウジー]

@@kenny_bluewood まあボケるとしたら消去法でそれしかないよな 誰かが滑ることになる

[@moganosakana]

むしろ場がAuいにAgります。

[@sion3697]

@@kenny_bluewood もっと吟味してもろて

[@Akita_ken2236]

ドウかしてるぜ

[@daimura787]

相対論的効果を無視した場合の、銀の5s,4d、金の6s,5d間のそれぞれのエネルギー差はいくつなのでしょうか？ 無視すると吸収波長が両方とも紫外領域になってしまうから、それでは色が異なることを説明できない、と定性的には理解できました

[@LoveTonsure]

拝見しました。 ふと思ったのですが、人の感色細胞はR・G・B錐体の3種類。それゆえ銀が白色に見えるわけですが、V錐体を持っている動物なら、銀にも何か色がついて見えるんでしょうね。

[@ensen5678]

材料科学専攻でしたが、知りませんでした😫 ありがとうございます😊

[@中西りな-h6w]

化学結合論入門好き❤︎

[@gochuui1]

つまり、金の盾をもらうために 高速移動して紫or青系の色を吸収した結果 そういう色の服を着ているということか

[@hondacreo3311]

中学の先生が「私が知る限り、銅と金以外の金属の元素は全て白銀色です」とおっしゃってて、「なぜだろう？」と思っていた疑問が本日、解消しました。銅に色が付いている理由は相対論的な説明無しで説明できるとのことでしたが、軌道が内側なので幅が狭いということでしょうか？色が付きそうな条件は11属以外には無いということでしょうか？とてもおもしろかったです

[@ざるみ]

なぜ質量が大きくなると軌道半径が小さくなるのでしょうか？ 追記 (mr^2)/r=(kq^2)/r^2 より mr=(kq^2)/v^2 で右辺が一定なのでmとrが反比例するということであってますか？

[@JJJ-le7ve]

すごい！！！カメレオンはどういう原理なんですか？？？

[@yasushifukai4212]

楽しめましたありがとうございます。

[@candypocoo]

感動しました。秀逸な動画ありがとうございました。

[@Kome412]

ちょうど最近Newtonの別冊相対性理論を買ったから気になりました

[@hanpen1105]

わかりやすかったです！ 疑問なのですが、金と原子番号が前後の白金や水銀はなぜ銀色なのでしょうか？ 原子番号が近いので相対論効果は金程度にはあるように思うのですが…

[@yu-wd8wx]

白金はd軌道の電子が1個少ないのでd軌道の1番高エネルギーである 5d^6 軌道に電子が埋まってない状態になります。なので 5d^4 と 6s 状態間で電子が遷移することになり、吸収するエネルギーは大きくなり、青色などは吸収しなくなるため、銀色になるのかなと思いました。 水銀は 6s 軌道が2つとも埋るので、5d^6 軌道から 6p 軌道へ遷移することになり、吸収エネルギーが高くなるため、白金と同様に銀色になるのだと思います。

[@hanpen1105]

@@yu-wd8wx ありがとうございます！

[@To-mon]

気になるタイトルつけますね😊😊😊

[@go4774]

金が黄色系統に見えるのと、銅が赤色系統に見えるのは結果は似ているけど理由が異なるんですね。

[@neokisuke]

質問されてください。 化学の知識ですがイオン化傾向で考えるとAuの方が安定ですが、この動画的にはAgよりAuの方が不安定ですね。そこはどのように捉えればよろしいですか？

[@ミオシン-p3n]

めっちゃ見たいけど明日あるから寝ます！

[@Tenguzaru]

めっちゃ分かりやすかったです

[@neokisuke]

ありがとうございます！

[@yukim.7518]

面白かったですー、

[@hirahira5824]

重元素でスピン軌道相互作用が強いのは聞き知ってたけどそういう感じだったのか…！😎

[@momiojet]

無機化学の授業でなんとなく習っていまして、それが少し定量的になりよかったです。ついでと言っては何ですが、水銀が常温で液体なのも相対論的効果のためでしたか？教えていただけると嬉しいです。

[@user-Hiro0822]

考えたことなかった…！面白いなぁ♪

[@Stmic-q9p]

0:51 こんなしょうもないギャグいきなり放り込まれて目ギンギンなったわ

[@須磨保太郎-s2y]

学生の頃実験でガラス基板上に金を蒸着させて薄膜を作ったのですが、反射光はおなじみの金色ですが透過光(薄いので透ける)は青緑色でした。カラーセロファンのように半透明で向こうの景色が見えていました。一旦吸収してランダムに再放出するような、乱反射で曇った感じではありません。 動画の説明では青系は吸収して黄～赤系を反射するとのことで、青をフィルタのように吸収するのであれば残りの黄～赤系がすり抜けて来そうですが、現実は違いました。 これはどういう現象が起きているのでしょうか？

[@MrYosendo]

面白かったです。

[@黒いうさぎ-q8f]

殻と軌道をどう区別しているのかが良く分からないのですよね・・・。元々、理数苦手ですが・・。

[@US-wb8yp]

0:55 「ごりんごりんにこすられた」「ばがきんきんに」 この辺りがちょっとよくわからなかったので申し訳ないですが高評価押させていただきます。

[@Zero8565]

単純に原子と原子の距離の違いで光が反射されるか、一部吸収されるか、透過するかの違いだと思ってました。

[@八木健之-f6u]

相対論的効果を勘案しないとエネルギー準位の差がとれだけで、何色に見えるのか知りたかったです。 　これだけでも十分に面白かったですが。

[@junkyushuports1004]

金と銀の安定性(仕事関数)を考えると逆の説明になる気がして、気になって夜しか寝れない😢

[@junkyushuports1004]

金の場合、f軌道が増えるならより不安定な方向になるのか？？相対論的効果を考えると。

[@junkyushuports1004]

軌道計算してみるしかないか。全くクリアに説明できない。

[@Max-yv6kp]

面白かった〜

[@inm2560]

これは真空中の1つの原子の準位の話だと思うのですが、固体でのバンド構造も大体同じようなものになるのでしょうか？ 動画中で、実際は自由電子の考慮がいると言及されていた部分が該当するのでしょうか。

[@akio7333]

質問なのですが、エネルギーレベル差の光を吸収して励起した金の電子は、すぐに同じ光を放出して元の軌道に戻らないのでしょうか？　戻るならば金の色が変わらない気がしますし、戻らないならばそれ以上吸収できないので銀と同じく全ての光を反射するような気がするのですが？

[@masamasa1869]

一般相対論やってほしい。物理学科でしたが、数学が難しくて結局理解出来なかった。

[@whatsap9520]

コメントありがとうございます。今、私に手紙を書いてください。もっと有益なものを紹介したいと思います。.

[@lamiales1129]

相対論的量子力学、量子化学の授業で一瞬出てきただけだったので、特殊な場合に使われるやつなのかなあと思っていましたが、意外と身近なところに関わっていたんですねえ

[@あべかわもち-y6y]

非常に面白く、興味深かったです。ありがとうございます。 一つ質問です。 金（Au）の6s軌道と5d軌道のエネルギー差に相当する光が吸収され5d軌道の電子が6s軌道に励起されるのはわかりましたが、その励起された電子はいずれ元の軌道に戻り、そのときに光を出さないのでしょうか。つまり、光は吸収はされるが、また同じ波長の光が出てくるのではないでしょうか？その場合、吸収がない場合と色の見え方において差異はあるのでしょうか。 それとも、光の放出以外の別な形態でエネルギーを放出し電子は元の軌道に戻るのでしょうか？

[@whatsap9520]

コメントありがとうございます。今、私に手紙を書いてください。もっと有益なものを紹介したいと思います。.

[@孔子-b5z]

考えたことないことを深く考えることは楽しい😊

[@bone_born_phone]

最初の金メダルのネタ誰も触れてないけど俺は好きやぞ

[@yatuhasyi]

パウリの排他原理の説明している動画ってありますか？

[@11andy54]

凄い。学び有った。

[@khiro2825]

吸収された光はどうなるんですか？？

[@raba-340]

相対論的効果を考えない時の5sと4dの差と6sと5dの差がどちらも可視光よりも高いことを示さないと、金が相対論的効果で金色に見えていることにならないのでは

[@マッキァベリィー]

色の種別・・、赤橙黄緑青藍紫　と光のスペクトラム分布範囲から約7種に大別されますが、 青周波数の光　と　赤周波数の光　を混ぜて同時に見ると、混合比率にもよりますが、 紫色に見える時があります。光スペクトラム分布では、赤領域と青領域の光の混合なのに 紫色に見えるのは何故でしょうか。この現象を 化学的・物理的に解説するとすればどのようになるのでしょうか？

[@インク侍3]

ボケが｢キンキンに冷える｣だけだと思ったら｢ゴリンゴリン｣もだと気づいて笑った。 腕がアルジャン(Ag)

[@GODIERGENOUD1135]

確かアルミホイルにオレンジのマジックでも波長的には金色になるとか。あれもそうかなｗ

[@洋明田中]

同じ効果で色のつく金属には他にどんなのがありますか?

[@まきまき-h2r]

すみません、疑問に思ったことがあります… 原子番号が大きくなると光速に近づくから相対論の効果を考えなえればいけないとのことでしたが、 原子番号が137を超えた元素の1s軌道の電子速度をボーアモデルで考えた場合、光速を超えてしまうのではないかと思いました。 現在の周期表は118番までですが、予測として173番まであるとお聞きしたことがあるので、このような可能性を懸念しました。

[@whatsap9520]

コメントありがとうございます。今、私に手紙を書いてください。もっと有益なものを紹介したいと思います。.

[@LoveTonsure]

はい。実際に「138番以降では光速を超えるはずなので、137が上限では」と予想している人もいます。有名どころでは、朝永振一郎博士と共同(?)でノーベル賞を受賞した故・リチャード・ファインマン氏。その名前にあやかって、今から137番元素の名前としてFeynmanium、元素記号Fyを推す声があります。 ちなみにこの主張はボーアモデルだけにとどまらず、相対論的量子論の基本である「ディラック方程式」に代入してみても、138番以降では解に虚数が出てきて、結局は同じ結論になるそうです。

[@まきまき-h2r]

@@LoveTonsure ディラック方程式に入れてみても同じような結論になるんですね。ということは詰まるところ138番以降は適応範囲外なのですかね…

[@まきまき-h2r]

@@LoveTonsure 丁寧に解説してくださりありがとうございます。

[@Kohta1018]

最も身近な相対論の効果は「私の体重は相対論の効果」だと思う。

[@かがっしゅ]

高校物理の電磁気まとめ出してください！

[@amazingmany]

金メッキや、真鍮、錫の色もこれで説明できますか？ 誰か教えて下さい！！！

[@machazard]

白金は原子番号が金の1つ下で、5d軌道が1つあいているんだが、白金が銀色に見えるのは5d→6sの遷移で説明できるのだろうか？5p→5dの遷移とか別の遷移を考える必要があるのかな？

[@fillyan-yan]

電子がぐるぐる回ってるってことはジャイロ効果が生まれて質量として観測される？と思ってググったら、その手の研究がすでにあるんですな～

[@おいしいみゅーだ]

金髪の有機化学解説してる方も解説してたな、それだけ話題として面白いってことか

[@窓ガラス-q3j]

金箔を透かすと青っぽく見えるのも、この効果によるものなのかな？

[@96kuro96suke96]

コレは感動

[@サイトーさん-j1b]

恋が薔薇色なのはどうしてですか？

[@はく-d2i]

動画の説明だと方位量子数よりむしろ主量子数で安定化か不安定化決まりそうに思えてちょっと混乱しちゃった

[@mitism889]

2011年頃有名になったセシウムと言う金属も金色なんですけどね。金と比べたら薄い金色なんですけど。

[@しろねこ-v5i]

これしらっとこれ 以下の波長の光は反射しますって流してるけど 吸収以外には透過もありうるのになんで反射するって言えるの？ それからそういう光が全反射するのはなぜ？ 古典的には入射電磁波と反対向きに自由電子の動きつまり電流が流れそれで電磁場が発生して再放射するからでなかったの？