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アボガドロ数が求められた歴史的な経緯 ~ 目には見えないが、原子・分子が実際に存在することの証明

 
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アボガドロ数は、1モルに含まれる分子や原子の個数で、約6×10^23個です。化学者アボガドロにちなんで、このような名前で呼ばれます。実際にその数値を求めた科学者たちと、その時期:

1865年 ヨハン・ヨーゼフ・ロシュミット(Johann Josef Loschmidt, 1821-1895)

1873年 マクスウェル

1905年 アインシュタイン

1908年 ぺラン (Jean Baptiste Perrin, 1870-1942)

 

ここでT, η,aは温度、粘性率、粒子半径である。粘性率はよく 知られているので拡散係数を測ればアボガドロ数N_Aが分かる事になる。アイシュタインの論文は1905年から翌年にかけて出版された。この論文自体は 特殊相対論や光電効果に比べると地味な印象もあるが、非平衡統計力学の礎を築いた という意味でも、分子の実在の問題の決定打となったという意味でも、 その価値は他の2つの論文に劣らないものである。 … ペランはフランスの化学者で あり、アインシュタインの理論に対応した実験を注意深く行い、アボガドロ数の 同定に成功した(1908)。 … ペランはまず、均質な球形のコロイド粒子を作ることから始め、ブラウン粒子にも 流体力学の抵抗則が成り立つ事、気体と同様にエネルギー等分配則が成り立つ事、 ブラウン粒子が(当時知られていた)拡散方程式に従う事、等を注意深く調べ、また 少なくとも3種類の独立な方法でアボガドロ数を求める事に成功した。このペランの実験によって原子の実在に疑いを抱くものはいなくなり1909年にはオストワルド でさえ原子の実在を認める様になった。(分子の実在性と統計力学の成立(その1)早川尚男 (京都大学大学院人間・環境学研究科)(物理学概論後期第1回 KYOTO-U OPEN COURSEWARE)

 

硫酸銅水溶液の電気分解を利用したアボガドロ数の決定法

  1.  Experimental Determination of Avogadro’s Number Electrochemical Method to Measure Avogadro’s Number  by Anne Marie Helmenstine, Ph.D. Updated August 30, 2017
  2. Even Avogadro Didn’t Know Avogadro’s Number (by Rhett Allain  WIRED 10.23.15)

 

アボガドロ数が求められた歴史的な経緯

  1. アボガドロ数決定の歴史(PDF)  Step-up基礎化学 序章 本論のための基礎知識 1.物質の構成
  2. アボガドロ定数の測定法 (FNの高校物理)
  3. 統計力学I 田崎晴明 5~10ページ
  4. Avogadro’s Number Part 1: A History of the Mole with Very Little about Avogadro (SciHistory October 23, 2015)
  5. The first and a recent experimental determination of Avogadro’s number.
  6. Some Notes on Avogadro’s Number, 6.022 x 10^23. T.A. Furtsch,  Tennessee Technological University, Cookeville
  7. How was Avogadro’s number determined? (Scientific American)
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