おバカなサルーキのプルートと、弱虫ドーベルマン・ノエルと、良い子のシェルティ・ココと、訪れた生き物達の写真日記です!


by obakappu

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物理の試験問題 (ジョーク)

物理の面白いジョークを見つけました。
 
 

 
『 物理学生の回答 』
 
アーネスト・ラザフォード卿(ロイヤルアカデミー会長でノーベル物理学賞受賞者)がこんなことを話してくれました。


先日私(ラザフォード)は同僚からある要請を受けました。その同僚は物理の問題に対する学生の答案に0点をつけましたが、学生は満点を主張しています。同僚と学生は公平な裁定者を選ぶことに同意し、その裁定者に私が選ばれたのです。

その問題は次のようでした:
高いビルの高さを気圧計を用いて測定できることを示しなさい。

学生の解答は次のようでした:
ビルの屋上に気圧計を持っていき、それに長いロープを結びつけて気圧計を地面まで下げます。その後ロープを引き上げロープの長さを測定します。その長さがビルの高さです。


学生は、問題に対して完璧に正確に答えたので満点を与えられる資格がありました。一方で、もし満点が与えられれば物理の単位が認められるだけでなく優秀な成績も認められてしまいます。しかし学生の解答からは物理の能力を確認できません。

私は学生に、別の解答を考えるように提案しました。解答が何らかの物理学的知識を示すものになるよう警告し、考える時間を6分与えました。5分経っても学生は何も書いていなかったので、あきらめるのかと尋ねました。学生は、この問題に対するたくさんの解答を持っている、と答えました。学生は、その中で最良のものが何かを考えていたのです。私は学生の思考を中断させたことを詫び、続けるように促しました。残りの1分で学生は解答を一気に書き上げました。

それは次のようでした:
気圧計を持ってビルの屋上に行き、屋根のふちから身をのりだします。気圧計を落とし、ストップウォッチで落下時間を測定します。その後、公式 x=0.5*a*t^2 を用いてビルの高さを計算します。


この時点で私は同僚にどうするのか聞きました。同僚は降参し、学生にほぼ満点を与えました。同僚のオフィスを出たところで、学生がたくさんの解答を持っている、と答えたことを私は思い出しました。そこで私はそのことを聞いてみました。


「そうですね」と学生は答えました。
「気圧計を使って高いビルの高さを測定する方法はたくさんあります。たとえば、天気のいい日に気圧計を持ち出し、気圧計とその影の長さ、ビルの影の長さを測定することができます。簡単な比例計算でビルの高さを求めることができます
「素晴らしい」と私は言いました。「他の方法は?」
「はい」と学生はいいました。
あなたが好きになるであろうとても基本的な方法があります。この方法では、あなたは気圧計を持って階段を上ります。階段を上るたびに壁に気圧計の長さのしるしをつけていきます。その後あなたが気圧計のしるしを数えれば、そこから気圧計の長さを単位としたビルの高さを求めることができます
「とても直接的な方法だね」
もちろんあなたはもっと洗練された方法を望んでいることでしょう。あなたはヒモの端に気圧計を結び、それを振り子として揺らすことができ、そこからビルの屋上と地上でそれぞれのg(重力)を決定することができます。2つのgの値の違いから、原理的には計算で求めることが可能です
同様に、長いロープに気圧計を取り付けてビルの屋上から地面までおろし、振り子として揺らすことができます。歳差運動の周期からビルの高さを計算することができます
「結局、この問題を解決する方法は非常にたくさんあります。たぶん最良の方法は、気圧計を持って地下に行き、管理人室のドアをノックすることです。管理人がいたらこんな風に尋ねてみてください。管理人さん、気圧計をプレゼントしますのでビルの高さを教えていただけませんか、ってね」


そこまで聞いた所で私は学生に、この問題に対する典型的な答えを本当に知らないのか尋ねました。彼はそれを知っていることを白状しましたが、それを教え込もうとする高校や大学の先生にうんざりした、とも言いました。


その学生の名前はニールス・ボーア。
デンマーク人物理学者(1885-1962)で1922年ノーベル物理学賞受賞。陽子、中性子とその周囲を様々なエネルギー準位でまわる電子からなる原子モデルの最初の提唱者として知られる。家族の紋章は3つの楕円軌道で囲まれた小さな原子核である。最も重要なのは量子力学理論の革新者であること。

 
                               cloud9science @Wikiより転載
 
 
 
 
 
かの有名なニールス ボーアの逸話として書かれていますが、実話ではないようです。
実話でないにしても良くできたジョークだと思います。 
 
 
 
 
 
 
 
 




原文
Sir Ernest Rutherford, President of the Royal Academy, and recipient of the Nobel Prize in Physics, related the following story:

"Some time ago I received a call from a colleague. He was about to give a student a zero for his answer to a physics question, while the student claimed a perfect score. The instructor and the student agreed to an impartial arbiter, and I was selected. I read the
examination question: "Show how it is possible to determine the height of a tall building with the aid of a barometer." The student had answered: "Take the barometer to the top of the building, attach a long rope to it, lower it to the street, and then bring it up, measuring the length of the rope. The length of the rope is the height of the building."
The student really had a strong case for full credit since he had really answered the question completely and correctly! On the other hand, if full credit were given, it could well contribute to a high grade in his physics course and certify competence in physics, but the answer did not confirm this. I suggested that the student have another try. I gave the student six minutes to answer the question with the warning that the answer should show some knowledge of physics. At the end of five minutes, he hadn't written anything. I asked if he wished to give up, but he said he had many answers to this problem; he was just thinking of the best one. I excused myself for interrupting him and asked him to please go on. In the next minute, he dashed off his answer, which read: "Take the barometer to the top of the building and lean over the edge of the roof. Drop the barometer, timing its fall with a stopwatch. Then, using the formula x=0.5*a*t^2, calculate the height of the building." At this point, I asked my colleague if he would give up. He conceded, and gave the student almost full credit. While leaving my colleague's office, I recalled that the student had said that he had other answers to the problem, so I asked him what they were. "Well," said the student, "there are many ways of getting the height of a tall building with the aid of a barometer. For example, you could take the barometer out on a sunny day and measure the height of the barometer, the length of its shadow, and the length of the shadow of the building, and by the use of simple proportion, determine the height of the building." "Fine," I said, "and others?" "Yes," said the student, "there is a very basic measurement method you will like. In this method, you take the barometer and begin to walk up the stairs. As you climb the stairs, you mark off the length of the barometer along the wall. You then count the number of marks, and this will give you the height of the building in barometer units." "A very direct method." "Of course. If you want a more sophisticated method, you can tie the barometer to the end of a string, swing it as a pendulum, and determine the value of g [gravity] at the street level and at the top of the building. From the difference between the two values of g, the height of the building, in principle, can be calculated." "On this same tack, you could take the barometer to the top of the building, attach a long rope to it, lower it to just above the street, and then swing it as a pendulum. You could then calculate the height of the building by the period of the precession". "Finally," he concluded, "there are many other ways of solving the problem. Probably the best," he said, "is to take the barometer to the basement and knock on the superintendent's door. When the superintendent answers, you speak to him as follows: 'Mr. Superintendent, here is a fine barometer. If you will tell me the height of the building, I will give you this barometer." At this point, I asked the student if he really did not know the conventional answer to this question. He admitted that he did, but said that he was fed up with high school and college instructors trying to teach him how to think.
The name of the student was Niels Bohr." (1885-1962 Danish Physicist; Nobel Prize 1922; best known for proposing the first 'model' of the atom with protons & neutrons, and various energy state of the surrounding electrons -- the familiar icon of the small nucleus circled by three elliptical orbits ... but more significantly, an innovator in Quantum Theory.
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by obakappu | 2011-02-24 23:12 | 2011 日記 | Comments(0)
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