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金属物理博物館 金属物理博物館
品切・重版未定

藤田英一 著

2004年2月10日 初版1刷
ISBN 978-4-901496-13-1 C0057
発行 アグネ技術センター
A5判・並製/ 295頁
定価 3,024円(本体価格2,800円+税 8%)

日本図書館協会選定図書(第2458回 平成16年2月25日選定)

→厚さ:18mm,重さ:450g

人と金属の出現から、X線、電子、合金、磁石等のテーマを通して、金属物理の基礎とその背景を語る。
著者の戯画、実体験、裏話等も採り入れ、各テーマに沿って博物館の陳列室を廻るように、面白く読むうちに重要な知識や新しいヒントが得られる構成。
金属学の初学者、他分野の研究者向け。科学史に興味のある読者も楽しめる。

[目次]

前書き

1章 黎明期
 1.1 人と金属の出現
  1.1.1 金属物理という言葉の意味
  1.1.2 前史―人間の出現―
     猿―原人―旧人―新人
     文明の兆し,石器と土器
  1.1.3 金属の出現
     メソポタミアのウル遺跡
     ウルの発掘品
     世界各地の青銅と鉄
 1.2 西と東の国家の鉄
  1.2.1 大プリニウスの博物誌
  1.2.2 カエサルのガリア戦記
  1.2.3 ブリトン,ガリア,ゲルマンの子孫
  1.2.4 世界各地の鉄と鋼
     インドのウーツ鋼
  1.2.5 出雲のたたら吹き
  1.2.6 北陸・東北の鉄生産
  1.2.7 種々の金属の製錬と利用
     砂金と山金
     金の製錬
     水銀の利用
     鉛と鉛毒
     金属と天体

2章 工業と学問の興り
 2.1 博物学から金属産業へ
  2.1.1 学理と生産
     もの作りは学問に先行
  2.1.2 アグリコラのデ・レ・メタリカ
     ゲーテの博物学の旅
  2.1.3 種々の金属の初期の製錬法
  2.1.4 十五世紀までの国家と製鉄地
     柔らかい鉄と硬い鉄
  2.1.5 製錬技術の進歩(木炭高炉の出現)
  2.1.6 鉄と鋼とFe‐C状態図
  2.1.7 錬金術と科学
 2.2 十八世紀の科学と工業
  2.2.1 哲学と学理と技術
  2.2.2 大学の始まり
     大学以前の学問所
     近代的大学の始まり
  2.2.3 著名な古い大学
     オックスフォード大学
     ケンブリッジ大学
     パドヴァの大学
     ピサの大学
     パリ大学
  2.2.4 鉄製錬の革命(石炭製鉄の出現)
  2.2.5 鋼の大量生産(反射炉のパドル法)
  2.2.6 科学と工業の結合(フランス,スウェーデン,ロシアの学者)
 2.3 十九世紀の金属学と金属産業
  2.3.1 学理と産業の結びつき
     フロギストン説の迷走
     スウェーデンからフランスの栄光へ
  2.3.2 十九世紀の三大発明
     ベッセマーの転炉
     シーメンス三兄弟と平炉
     青年トーマスの化学の勝利

3章 近代化の大きな波
 3.1 十九世紀の各国の凌ぎ合い
  3.1.1 諸国産業の栄枯盛衰
     英国の発展
     ドイツの発展
     ルール工業地帯の形成
     新興国アメリカの突出
     その他の国
  3.1.2 近代科学の台頭
     ブンゼンの高炉解析と分光分析
     メンデレエフの周期表
     ルシャトリエの金属学
     ファントホッフ,オストヴァルト,アレニウスの三国同盟
     ヘルムホルツとボルツマンとギブズ
     金属物理における化学と物理の関係
 3.2 十九世紀から二十世紀へ
  3.2.1 産業の進歩,生活の改善,武器の発達
     文明の象徴,電灯
     鏑木清方の江戸風俗
     ルノアールのパリの灯
     漱石と京都蹴上の発電所
     合成染料・薬品と人口繊維
     大砲と軍艦
  3.2.2 新しい物理学の兆し
     鉱物の外形から原子配列の予想へ
     工学顕微鏡の発展と限界
 3.3 二十世紀初頭の近代物理学の爆発
  3.3.1 前奏曲
     J.J.親父の電子
     レントゲンのX線
     放射能はパリで
  3.3.2 前期量子論の巨星たち
     プランクの定数h
     アインシュタインの光の粒
     ラザフォードと長岡半太郎
     ニールス・ボーアのデンマーク農場
  3.3.3 量子力学は不確定
     シュレディンガーの波動方程式
     ハイゼンベルクの不確定性原理

4章 物理的研究手段と金属
 4.1 X線回折と結晶
  4.1.1 入館第1室はX線回折
  4.1.2 X線の普及と技術的発展
     X線の発生と計測
  4.1.3 X線の波長を測る方法
  4.1.4 英国人ブラッグ親子の回折式
  4.1.5 ドイツ人ラウエの回折式
     逆格子空間とエヴァルトの方法
  4.1.6 電子が散乱し,原子が散乱し,結晶が散乱する
     X線小角散乱法
 4.2 電子回折と電子顕微鏡
  4.2.1 電子の粒と波
     米・英・日の電子回折発見
  4.2.2 電子線の波長と回折条件
     電子回折のエヴァルト球
     電子回折の特徴
  4.2.3 電子顕微鏡
     光学顕微鏡の分解能
     電子顕微鏡の誕生
     電子レンズの作用
     電子顕微鏡の構造
     電子顕微鏡の結像
     転位の電子顕微鏡像
     高分解能像
 4.3 中性子と原子力
  4.3.1 核エネルギー時代の到来
  4.3.2 原子力と原子炉
     核分裂のエネルギー
     原子炉の構造
     原子力発電の将来
  4.3.3 中性子回折
  4.3.4 照射損傷
 4.4 核分光法
  4.4.1 原子の分光から核の分光へ
     原子のスペクトル
     コンプトン散乱とラマン散乱
     核のエネルギー準位と核種
  4.4.2 メスバウア分光
     メスバウア効果の発見
     メスバウア分光の実験と解析
     メスバウア・スペクトルの例
  4.4.3 その他の核分光・核分析法
     核磁気共鳴(NMR)
     年代測定
     放射化分析,陽電子消滅,他
 4.5 熱分析と熱量測定
  4.5.1 熱分析
     熱電対
     状態図(相図)
     示差熱分析(DTA)
  4.5.2 熱量計
     水熱量計
     磁気変態と規則格子変態,その他
     断熱式比熱測定法[サイクスの方法/長崎・高木の方法]
 4.6 点欠陥とその測定―ボルツマン因子の活躍
  4.6.1 代表的な格子欠陥
  4.6.2 原子空孔の生い立ち
  4.6.3 空孔の熱平衡濃度
  4.6.4 ボルツマン因子の出現する問題
     拡散係数
     放射性アイソトープによる自己拡散の測定
     鉄中の格子間炭素原子
     鉄中の炭素のジャンプ
     熱電対放射
 4.7 拡散と焼結
  4.7.1 焼結の駆動力は表面エネルギー
  4.7.2 表面エネルギーと表面張力
  4.7.3 焼結の過程と機構
  4.7.4 自然現象における焼結
  4.7.5 その他の問題
     液相焼結/HIP法

5章 転位論と破壊
 5.1 塑性変形と転位論
  5.1.1 金属の塑性変形を担う機構の追求
     ユーイングらの辷り線の発見
     シュミットの法則
     プラントルの辷りとヴォルテラの連続体転位
  5.1.2 転位モデル
     刃状転位の構造の予見
     三人同時の転位モデル提唱
  5.1.3 転位の構造と力学
     刃状転位と螺旋転位
     転位と天文台
 5.2 破壊と疲労
  5.2.1 変形と破壊
     破壊の物理の先人たち
  5.2.2 理想破壊強度とモース・ポテンシャル
  5.2.3 グリフィスの破壊の理論
     破壊強度の応力による判定条件
     破壊強度のエネルギーによる判定条件
     グリフィスの実験
  5.2.4 金属の塑性変形と破壊
     刃状転位の周りの応力と割れ
     集積転位による
     割れの発生
     破壊の転位論は頭の体操?
  5.2.5 アルミニウムの発見と生産
     フランス王の器から弁当箱へ
  5.2.6 アルミニウムの強度と破壊
     ライト兄弟のアルミとツェッペリン伯爵のデュラルミン
     ゼロ戦と超々デュラルミン
     コメットの疲労破壊
     超音速機コンコルドのデュラルミン
  5.2.7 時効と転位と疲労
     G-PゾーンかP-Gゾーンか?
     疲労の転位論

6章 合金の物理
 6.1 マルテンサイト変態
  6.1.1 日本刀小史
     日本神話の鉄刀
     日本刀の系譜と技術
  6.1.2 マルテンサイト変態の発見
     マルテンサイトに至るまで
     マルテンサイト変態の構造の追求
     K-S関係とN関係
     マルテンサイトの歪みと格子欠陥
  6.1.3 形状記憶合金
     形状記憶性の発見とその原理
     弱い一次の相転移
 6.2 規則格子
  6.2.1 規則配列の予見
     規則格子反射
  6.2.2 Au-Cu合金の規則格子の実証
     X線回折と状態図
       電気抵抗とCuAu3の難しさ
  6.2.3 種々の規則格子
  6.2.4 合金の規則化の意味
     二体ポテンシャルと金属結合
  6.2.5 規則格子の理論
     自由エネルギーと規則度
      ブラッグ・ウィリアムズの理論
      ベーテの理論と高木の理論
 6.3 状態図(相図)
  6.3.1 状態図の前史概観
  6.3.2 状態図の競争
  6.3.3 状態図の規則
     ギブズの相律
     三元共晶系(易融合金)
  6.3.4 やや特殊な話題
     再融反応
     圧力―温度相図(P-T図)とタンマン
  6.3.5 状態図の理論的導出と作図
     高木―長崎の方法
 6.4 アモルファス金属
  6.4.1 アモルファス金属以前
     ガラスの歴史と金属/ガラスと金属の接点
  6.4.2 アモルファス金属の出現
  6.4.3 アモルファス合金の構造
     通常のガラス化過程との比較
     アモルファス構造のX線回折と原子配列
     アモルファス構造中の無秩序と秩序

7章 金属と電子
 7.1 金属電子論
  7.1.1 金属電子論の起り
     電子の歴史と金属
     伝導電子と価電子
     金属結合
  7.1.2 量子力学が描いた伝導帯
     量子論の興りと金属
     運動する粒子の持つ波
     シュレディンガー方程式
     伝導帯の解
     伝導帯の形
  7.1.3 フェルミ準位とフェルミ面の詳細
     フェルミ準位のぼけ
     フェルミ面とブリュアン帯域
金属と半金属と半導体
  7.1.4 フェルミ面に関する研究
     陽電子―電子消滅
     固溶度
     電子化合物
     英国の三人
  7.2 トンネル効果と超伝導
     7.2.1 トンネル効果
      電子の滲み出しとシュレディンガー方程式
      電子放射
      FIM/STM(走査トンネル顕微鏡)
    7.2.2 金属の電気抵抗と超伝導
     電気抵抗
     超伝導の出現
     超電導物質の探索と加工
     BCS理論その他

8章 磁性と磁石
 8.1 原子磁石
  8.1.1 磁石の始まり
  8.1.2 近代の磁石への道
  8.1.3 原子磁石
 8.2 磁化と磁壁移動
  8.2.1 磁性の種類
  8.2.2 磁化曲線
  8.2.3 磁区と磁壁移動
 8.3 単結晶の実験と変圧器
  8.3.1 茅の実験
  8.3.2 容易磁化方向とゴス方位
 8.4 磁石の開発
  8.4.1 KS磁石とMK磁石とアルニコV
  8.4.2 OP磁石とフェライト磁石
  8.4.3 ネオジ鉄ボロン磁石

9章 博物館出口ホールにて
 9.1 金属物理以前
  9.1.1 鉱山・冶金の学問
  9.1.2 冶金学と化学
  9.1.3 物理学と金属
 9.2 金属物理の創始者たち
  9.2.1 誰が創始者なのか
  9.2.2 外国の創始者達
  9.2.3 タンマン管,合金学のタンマン
  9.2.4 ユーイングと日本の指導者達
  9.2.5 日本の金属物理学の祖―本多光太郎
 9.3 見学者を見送るにあたって

後書き

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