物理学実験と次元解析
物理学実験の授業を担当していたことがあった。そういえば学生の頃こんなのあったなぁとかPlanck定数の測定が全然合わなかったよなぁとかそんな懐かしい気持ちのなか学生を教えていた。自分が学生の頃はこの授業の必要性というものは分からなかったが、研究をするようになってから実際に教える側で担当するとどのような理念でこの授業があるのかをなんとなく理解できるようになった。例えば粘性、自分の担当していた授業ではHagen-Poiseulle流の式から求める、つまり細管を流すことで測定するのだが、一般的には回転か振動で求めることが多いだろう。ただ、どのような方法で求めることができるか、そしてどんな式で求めるのかを知っていると次元に関する感性を得ることができる。どんな感じで測定するのかを知っているからこそ極端な環境での測定法を思いつくことができるのだろう、例えば高圧力下での粘性の測定には落球法が用いられたりする。また、実験における誤差がどのようなところから生まれてくるのかに関して考察する力を見つけるきっかけになるだろう。当たり前だが、学生の頃では何が文献値と合わない原因となっているのかを精確に考察することは難しいと思う、しかしながら自分で何かを考えて研究するようになれば次第に理解することができるようになるだろう。直接の役に立つようなものではないが、多くのきっかけを与えてくれる授業といえるだろう。
そういえば、学生が提出してくるレポートを見ていて思うことがある、次元に関する感性が低いということだ。等号の左右で次元が釣り合っていないなんていうことがよくあるのだ(統計を取っていないので体感)、そういうレポートにはなんだこれはたまげたなぁって言いながらコメントをいれることになる。なんとなくなんだが、理系の大学の一年生時に基礎的な数学と物理学に加えて次元解析も必修にしてみたら良いのではないだろうか。




