失敗の研究

訳者まえがき
序文

目次

1 序論
1.1 楽しい実験
1.2 本書の構成
1.3 フォームの構造要素
1.4 準安定性
1.5 フォームの基本的性質
固体でもあり液体でもあるフォーム
排水
気泡の粗大化
気泡の崩壊
1.6 長さと時間のスケール
1.7 前史
1.8 プロトタイプとしてのフォーム
参考文献

2 局所平衡則
2.1 Laplaceの法則
2.2 2次元のLaplaceの法則
2.3 Plateauの法則
2.4 Plateau境界ジャンクションにおけるLaplaceの法則
2.5 気泡の相互作用
参考文献

3 フォーム構造の定量的記述
3.1 二, 三の必要な定義
3.2 統計学
3.3 そのほかの定理と関係式
Aboav-Weaire則
2次元フォームにおける曲率の総和
3次元フォームにおける曲率の総和
Eulerの式
Eulerの式の2次元ウェットファームへの適用
3.4 位相幾何学的な変化
3.5 ドライフォームの極限からの体系的な拡張
3.6 位相幾何学的な変化の定量的記述
3.7 浸透圧
3.8 頂点の安定性
3.9 他の不安定性
3.10 ウェットフォームの多重頂点
3.11 表面での液相体積率

4 フォームの製造法
4.1 フォームの組成
4.2 フォームの製造法
4.3 ガス吹き込み法で気泡を作る（二, 三の助言）
4.4 フォームの試験法
4.5 微重力下でのフォーム
4.6 2次元フォーム
参考文献

5 フォーム構造の視覚化と探査
5.1 Matzkeの実験
5.2 可視化と光学トモグラフィ
5.3 Archimedesの原理
5.4 キャパシタンスと電気抵抗の分離測定
キャパシタンスの測定
コンダクタンス測定
5.5 MRI
5.6 光ファイバによる計測
5.7 膜厚の光学的測定
5.8 光散乱
5.9 蛍光
参考文献

6 モデル化とシミュレーション
6.1 2次元ドライフォームのシミュレーション
6.2 2次元ウェットフォーム
6.3 3次元フォーム
6.4 そのほかのフォームのモデル
頂点モデル
Q-Pottsモデル
6.5 気泡間相互作用に基づくモデル
参考文献

7 粗大化
7.1 スケーリング則の予測
7.2 Neumann則
7.3 スケーリング則の観察
7.4 遷移領域
7.5 ウェットフォームの粗大化
7.6 3次元セルの統計量
7.7 粗大化理論
7.8 混合気体のフォームの粗大化
参考文献

8 粘性挙動
8.1 軟らかい物質としてのフォーム
8.2 異なった様式のせん断
8.3 ドライフォームの極限
8.4 塑性変形領域
8.5 ウェットフォーム
8.6 ウェットフォームの限界
8.7 なだれ現象
8.8 粘性挙動測定
8.9 繰り返しひずみ試験による弾性率の決定
8.10 クリープ
8.11 ひずみ速度依存性
極低速度での挙動
準静的描像
参考文献

9 フォームの電気伝導
9.1 電気伝導のモデル
9.2 フィルムの影響
9.3 電気伝導度の有用性

10 重力下での平衡
10.1 垂直方向の密度分布
10.2 重力下での気泡の大きさ選別

11 フォームの排水
11.1 均一な排水
Poiseille流れ
Plateau境界内の重力による流れ
ファームの排水と電気伝導との類似性
フォームの排水性の定式化
11.2 強制排水における孤立波
11.3 フォームの排水方程式
11.4 自由排水
11.5 定量的予測
11.6 排水方程式の限界
11.7 ジャンクション部律速の排水
11.8 定常的排水の不安定性
11.9 排水状況の実験的測定
参考文献

12 フォームの崩壊
12.1 表面張力と膜の安定性
12.2 膜内部の力
12.3 膜の薄化
12.4 膜の安定性と破壊
12.5 発泡抑制剤
参考文献

13 規則フォーム
13.1 規則性と不規則性
13.2 2次元規則フォーム
13.3 3次元単分散フォームの表面
13.4 3次元規則フォーム：Kelvin問題
13.5 3次元単分散ドライフォームの新しい理想的構造
13.6 実験的観察
13.7 関連する規則構造
13.8 単分散ウェットフォーム
13.9 表面セルと板状フォーム
13.10 ミツバチのジレンマ
13.11 柱状フォーム
13.12 フラクタルフォーム
参考文献

14 液体フォームの応用例
14.1 ビールとシャンペン
14.2 食物フォーム
14.3 フォーム分留
14.4 浮遊選鉱
14.5 消火用フォーム
14.6 石油回収におけるフォーム
参考文献

15 フォームと類似の物理系
15.1 巨大フォームと微小フォーム
15.2 粒成長
15.3 エマルジョン
15.4 2次元の磁性泡
15.5 Langmuir単分子膜
15.6 アンチバブル
参考文献

16 固体フォーム
16.1 軽量で多機能の材料
16.2 固体フォームの製造
16.3 機械的性質
16.4 シミュレーションのための2次元モデル
16.5 熱伝導度
16.6 不均一な固体フォーム
16.7 金属フォーム
参考文献

17 いくつかの天然フォーム
17.1 海の嵐
17.2 生物のセル
17.3 コルク
17.4 アワフキムシ
17.5 海綿骨
参考文献

18 おわりに

付録

A 単一の石鹸膜および石鹸泡の形状-物理と数学
A.1 表面張力
A.2 Laplace-Youngの法則
A.3 曲面
A.4 金属フレーム内の石鹸膜
A.5 表面積の最小値

B Lamarleの定理
定理B.1 6枚以上の石鹸膜が1点で出会うことはない.

C バブルクラスター

D 修飾定理

E 電気伝導に関するLemlich式

F 排水方程式

G 葉序

H 液体フォームのシミュレーション
H1. 2次元ドライフォーム
H.2 2次元ウェットフォーム
H.2.1 フォームネットワークの表記
H.2.2 系の平衡
H.2.3 計算されたフォームの一般化と修正
H.2.4 ウェットフォームの限界点におけるフォームの崩壊の検出
H.3 3次元フォームのシミュレーション

I 2次元固体フォームのシミュレーション

索引

• 「Excel で試す非線形力学」
• 社会現象の計算機実験―MathematicaとExcelを使って
• Excelコンピュータシミュレーション - 数学モデルを作って楽しく学ぼう
• Excelによる振動系のダイナミクス
• 非平衡系の統計力学 (岩波基礎物理シリーズ (8))
• 非平衡系の秩序と乱れ
• 非平衡系の物理学
• カオス入門―現象の解析と数理
• 水滴系のカオス
• カオスの中の秩序―乱流の理解へ向けて
• 表面張力 (物理学one point 9)
• コロイドの物理学―表面・界面・膜面の熱統計力学 (物理学叢書)
• 表面張力の物理学―しずく、あわ、みずたま、さざなみの世界 (物理学叢書 104)
• 分子間力と表面力
• 固体表面の濡れ性 (化学の要点シリーズ 12)
• 泡の物理
• ムースの物理学:構造とダイナミクス
• ソフトマター物理学 (物理学叢書 106)