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「そろばん」で面心立方格子の充填率を計算する?
大学受験で登場する化学の問題に「そろばんで」挑戦してみます。
面心立方格子の単位格子の体積に占める原子(球)の個数は「4」個になります。
この球の半径rは格子1辺の長さaを用いて以下の通りです。
a = 4√2r
この半径 r の球4個分の体積は
√2 / 6 π a3
となり、単位格子の体積が a の3乗なので、充填率は以下の式で求まります。
√2 / 6 π
となります。ここで、さすがに π は3.14として√2は珠算式暗算で≒1.414と出せます。
この結果、充填率は0.74 → 74% ということが分かります。
アンダーラインが珠算式暗算の威力を発揮できるところです。