質問: 球体の回転について 球体の回転エネルギーは0なんですか? 教科書を見てみると球体の慣性モーメントは、ゼロになると解釈できるのですが、回転の速度や球体の大きさでエネルギーが変わるように感じます。
回答: ♯6の内容、少し変でしたので一部訂正します。 まず、分子軸の周りだけ回転していても、 φの自由度だけはありますよね。だから、その分1/2kt 分配されておかしくない。でも、統計力学の教科書(岩波、物理入門コース)を見ると、 並進の自由度3に加え、自由度がプラス1されたものに対応する 二原子分子の比熱のデータがありません。プラス2されたものなら あるのです。比熱はfr/2=f[cal/k]で、3があって、4がなく5以上なら あるというものです。なおr=2cal。つまり、分子軸の周りにだけ回転するものに 対応するエネルギーの吸収がないということです。 ここで、3があるとさりげなく書きましたが、これは希ガス原子の 比熱のデータです。つまり単原子分子のものです。 単原子分子の比熱がfr/2=f[cal/k]≒3ということは、単原子分子 の回転によるエネルギーの吸収がなく、並進のみエネルギーの吸収があるということです。 やはり、近似うんぬんではなく根本的に回転していないということでしょうかね。回転がないなら確かに慣性モーメントもありませんか... 私もこれ以上は分かりません。