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数理物理化学
【CD-ROM解説付】
Scientific Models on Physical Chemistry with 143 Solved Quizzes and a CD-ROM
◎48テーマを誰もが楽しく数理物理化学が理解出来るよう懇切丁寧に解説。143問答集を掲載しあらゆる面から理解出来るよう構成してあります。
◎各自パソコンで内容をさらに充実・応用が出来るようCD-ROMで解説してあります。 |
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- 物理化学と接点のある多彩な分野の具体的テーマを採り上げています。
- 多彩なテーマを現象論的ではなく、数理モデルの観点から記述しています。
- 数学上の煩雑性を避けて、本質把握が容易になるようにしています。
- 多彩なテーマのシュミレーションが行える表計算ファイルなどをCD-ROMに収録し付録しました。情報処理技術の解説もあります。
- 多数のQuizとその解説により、テーマ別(分野別)ではなく、統一してモデル論の観点から多彩なテーマを楽しめるようにした
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著 者 |
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戸村 芳 工学博士(大阪大学)、摂南大学講師
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| 略 歴 |
神戸市生まれ
東京学芸大学付属大泉中・附属高等学校
大阪大学基礎工学部、大阪大学大学院基礎工学研究科、工学博士(大阪大学)
●これまでに担当した講義科目
「医用工学概論」、「情報処理論」、「物理学概論」:摂南大学薬学部
「環境工学」、「情報処理」:大阪工業大学短期大学部
「化学」:摂南大学工学部座 |
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体裁/価格 |
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体 裁:B5版 300ページ+CD-ROM
定 価:本体18,000円+税
発刊日:2003年3月28日
発 行:アイピーシー出版部
コードNo. 933 |
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学際領域ばかりでなく、分野の細分化が顕著であると感じます。社会学科、自然科学の大分類にもこだわらないで、いわゆる分野外の方による「議論」、「解説」を大切にしたく存じます。専門分野の方がその分野の解説、判断をするのが一番とは限りません。著者は、はからずも、多彩な分野とかかわりあい、多彩な分野の講義をしてきました。Scientific
Model (or Engineering Science) という共通点により、多彩な分野を眺めて、「分野が異なっても同じ穴のムジナ」と、体感していただきたく、本書を執筆しました。
本書は、化学、物理、医薬、制御、情報などの初学の方にもテキストとしてご利用いただけます。各分野を修得なさった方も、ご一読いただくと、これまでにない新鮮な何かを感じ、知識のリフレッシュとなると思います。
人造言語である「数学」で自然を記述すると便利ですが、「数学」の取り扱いは不便です。この「数学」を家庭電化製品パソコンで気軽に扱う手がかりとしても、本書を利用いただけると幸いです。
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- 1 ラプラス変換の利用
- 本書は、数学の専門書ではありません。読者のみなさんも、非数学系と想定しています。数学という人工言語は便利です。しかし、生理的に受け入れられるのは、線型の加減乗除あたりまでと思います。しかし、科学では微積分も重要です。そこで、ラプラス
変換という(一見)厳めしいものを「利用」することにしました。これにより、微積分も生理的に受け入れられると思います。
- 2 薬物投与方法と血中薬物濃度の経時変化 (CD-ROM 解説付)
- このテーマに、医薬系の読者のみならず、多くの方が興味を感じると思います。しかも、定性的にではなく、定量的に数式で扱える事に驚きを覚える方も多いと思います。「人体と言う複雑なものを、数学で記述できるはずがない。」との思いを払拭される事を望みます。「モデル」という考え方の良い例になるでしょう。
- 3 金属中の自由電子とオームの法則
- 小学校以来なじみのテーマです。このテーマは、「物理」分野ではありますが、「化学」分野との接点を感じて頂きたく思います。このテーマも「モデル」を考える良い材料になります。
- 4 水溶液中のイオンと比伝導度
- 知識としては良く知られている「水のイオン積」や「酸解離定数」の値は、どのようにして求めたのか? 水素イオン、水酸化物イオンの数は直接、顕微鏡などで数えられるはずがありません。科学では、直接観測できることは希です。思いもよらない間接的な観測値を利用して、推論する良い例です。
- 5 ストークスの沈降径
- 微粒子のサイズを直接顕微鏡で計らないで、流体力学の知識を応用して推定するものです。「長さ測定」と「流体力学」は全く接点がないように思えます。驚きの目でこのテーマを読んでください。数学で、このテーマを記述すると、点滴注射の話と同じになります。
- 6 経口投与された薬物の吸収部位に関するpH分配説
- このテーマも、多くの人が興味を覚えるとともに、数式で扱えるはずはないと思うでしょう。薬の種類は多いので、ひとつの薬について吸収部位の説明ができても、その説明は、他の薬の場合には適用できないはずだ。数式でこのテーマを扱うには、薬や人体をいくつかの数値に置き換える必要がある。複雑な薬や人体の記述は、分子式や、長い文書では可能だが、短い数値では無理だ。このような考えにとらわれずに、このテーマを読んで、発想の転換をしてください。
- 7 溶液中の各種イオン濃度間に成立する代数方程式 (CD-ROM 解説付)
- 8 Newton-Raphson法 (CD-ROM 解説付)
- 9 実験式としての反応速度式
- 10 反応速度式を説明するためのメカニズム (CD-ROM 解説付)
- 反応速度論のテーマは5つあります。この分野の紹介としても利用いただけると思います。化学分野のテーマですが、生物個体数変化(人口論)との関連も議論しています。これらは、数学で記述すると同じになります。被捕食動物個体数をあつかった「ロトカヴォルテラ」方程式を独立したテーマとして採り入れました。数学での記述は、連立微分方程式となります。近似解法といわれる手法の本質も、このテーマから感じとってください。パソコンでの数値シミュレーション例も紹介しました。このシミュレーションにより、定常状態近似法の理解が深まる事を期待しています。
- 11 反応速度式とメカニズム−エステルの加水分解 (CD-ROM 解説付)
- 12 定常状態近似法に代る数値解法 (CD-ROM 解説付)
- 13 ラジカル反応のメカニズムなど (CD-ROM 解説付)
- 14 追加Quizその1
- 15 熱力学を何故「化学」で?
- 16 化合物の構造とエントロピー
- 17 「化学以外の分野でのエントロピーの利用」 −など
- 熱力学関連のテーマは6つあります。伝統的な方法とは違う説明を試みました。情報分野「ビット」との関連を採り上げたのも、試みのひとつです。化学を専門とする読者にとっても「新鮮なテーマ」となるでしょう
- 18 自由エネルギーとは?
- 19 化学平衡と自由エネルギー
- 20 追加Quizその2
- 21 量子化学とは −量子化学出現以前の取り組み−
- 22 量子化学での軌道関数Ψn,l,m(r,θ,φ) (CD-ROM 解説付)
- 23 シュレディンガーの方程式とは
- 24 針金中の自由電子の軌道関数
- 25 軌道関数による分子の説明 (CD-ROM 解説付)
- 26 「分子軌道法概説」 −など
- 量子化学のテーマは7つあります。これについても、独自の説明を試みました。化学を専門とする読者も、このテーマにより、従来からの「化学観」が変わるかもしれません。
- 27 追加Quizその3
- 28 抵抗・コンデンサ・コイルの伝達関数
- 29 生体の機械的特性 (CD-ROM 解説付)
- 30 「マルチテスター利用による体脂肪率の測定」 −など
- 医用工学関連のテーマは、11あります。生体と言う複雑な系を、「モデル論」で扱いました。いくつかについては、制御理論の「伝達関数」による記述もしました。複雑な系を、(簡単な)数学で扱う(記述する)良い例となっています。
- 31 低域(高域)遮断アナログフィルター
- 32 電気メスについて
- 33 生体機能に関する電気的等価回路
- 34 人工心臓ペースメーカーと除細動装置
- 35 計算機断層画像撮影法など
- 36 パソコン利用によるディジタルフィルターなど (CD-ROM 解説付)
- 37 表計算ソフトによる周波数解析 (CD-ROM 解説付)
- 38 生体信号測定など
- 39 ロトカ−ヴォルテラ方程式の数値解法 (CD-ROM 解説付)
- 40 エクセルの循環参照反復計算機能 (CD-ROM 解説付)
- 41 拡散流束と剪断応力
- 42 水素原子電子の見本経路 (CD-ROM 解説付)
- 43 付録CD-ROMについて
- 44 フォルダsonotaの関連事項と基本操作説明
- 45 フォルダpptの関連事項
- 46 フォルダjyunkanの関連事項
- 47 フォルダ toukousen の関連事項
- 48 フォルダ toukei の関連事項
- 49 Quizの解説と関連事項
- 50 キーワード
★その他 パソコン(表計算ソフト)で、(複雑な)数学を処理できます。家庭電化製品であるパソコンで、「科学」を探求する(楽しむ)事が可能です。この事を紹介するテーマもあります。「ゆらぎ」といわれるテーマも、周波数解析や、電子見本経路(不確定性原理)で、採り上げました。
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