原子の近くにある電子原子の周りはスカスカだと聞きますスカスカの空間電子はゴマ粒のようなものでは

Question

原子の近くにある電子

原子の周りはスカスカだと聞きます
スカスカの空間

電子はゴマ粒のようなものではないそうです

ごま粒が原始の周りを回っているわけではない

例えるなら風船に水を入れて膨らまし、風船の中央辺りに原子があって

風船の中に入っている体積的な意味での水が電子。

そういう風に考えたらよろしいですか

電子が一個とか2個とか数えられるのであれば体積的な意味での水という表現がおかしくなってしまいます

puyo3155 · Accepted Answer

いろいろなことをごちゃまぜに考えています。

まず、すべての素粒子は、空間にある場がエネルギーで励起した波なのです。相互作用がない場合のみ、まるで粒子のように振る舞います。

原子は、その素粒子からできています。

クオークが、グルーオンで結びついて、中性子や陽子。
中性子や陽子が、クオークやグルーオンで結びついて核子。
その周りを、電子と核子が光子で結びついています。

核子は比較的安定して粒に見えますが、その中は、波が交錯してどろどろの状態です。周りは安定しているので粒にも見える。

電子も空間に存在する場合は、粒にも見えますが、原子の中では、原子核の周りに波として存在し、どこにいる・・・という概念がありません。でも、その最も存在する確率が高い場所がおよその電子の軌道とみなせます。

大きさでいえば、原子核を東京駅に１ｍのボールとみなすと、電子の軌道は１００ｋｍ。水戸、宇都宮、高崎、甲府・・・などを結んだ線上。つまり、関東全体がスカスカのただの空間ってこと。これぐらい、物質の中は何もないのです。

それでも、全体を原子の大きさとして感じるのは、電磁気力のおかげです。われわれが、物質の硬さや大きさを感じるのは、すべてこの電磁気力の強弱ことなのです。

puyo3155 · Answer

>ほんの一瞬に、同時にA 地点とB地点に、現れることはありますか。

はい。電子を２重スリットに通して、干渉ジマが出ますが、あれは、一つの電子が、２つのスリットを通って、自分自身で干渉した結果です。

＞つまり原子の周りの、北半球と南半球に、同時に存在するか。

しません。確率が低いので、起こり得ないからです。

＞風船に水を入れて膨らます例えの代わりに、タバコの煙フワフワでしょうか。

まったく違います。存在する確率が、軌道を中心に雲のようになっているだけで、確率は実態ではありません。観測すると、位置がわかるが、観測しないと、どこにいるかわからない（複数の場所に同時に存在する）のが、量子論が明らかにした、この世の根源的な仕組みの不思議なところです。

マクロの感覚で比喩しようとする人が多くいますが、不可能です。マクロとは違う、通常感覚では理解できないことが、ミクロでは起こっていることを認めることが、量子論の入り口です。

abikon990-08321-3-29 · Answer

電子は「ゴマ粒のようなもの」であり、何も不思議なことは起こっていません。
https://www.amazon.co.jp/dp/B08DNG1HS1

finalbento · Answer

補足にあった質問ですが「1つの電子が同時に2つの場所に存在」は実際に起こります。撃ち出した電子を壁の穴(実際の実験では結晶の格子)に通す実験を行った場合、1つの電子が2つの穴を同時に通っている事が分かっているそうです。

chiha2525 · Answer

我々は量子の現象に接する機会はまずありませんので、量子の”感覚”はまったくもって持っておらず分からなくて当たり前なのです。
なので『もやっとした量子雲のような～』などと、自分たちの経験で得た”感覚”に置き換えて話しますが、まったくもって違うものでもあります。

もし極小の量子人なんてのがいて、日常的に量子の現象に接していたら、量子の”感覚”を持ち合わせているのかもしれませんね。

ということで、ちゃんとした理解などはあきらめて、そのような良く分からないのだけれど結果だけは正しいことが起きていると思うのが良いと思います。
（まぁ、もやもやというかプカプカというか現れては消えるようなというか、そんな風に考えておいても良いですが）

t_fumiaki · Answer

太陽の周りを地球が回ってるのとは随分違います。
電子などの素粒子は波の性質も持っている為、有る瞬間はAの場所に居て、次の瞬間にはBの場所に居ます。
存在位置は確率的にしか解りません。

1個の電子が同時に複数の穴を通過するのも観測されます。

それをイメージすると、原子核の周りを雲が取り囲んでいるイメージです。
その雲の(粒子)のどれかが観測でヒットする電子の場所です。

マクロの世界とは随分イメージが異なります。

trajaa · Answer

風船の中に入っている水のたとえだと水という実態が常に存在してるイメージになるのでは？

例えるなら雲にするとか
強烈な光を放つ物体で残像が目に残る
といったイメージの方が良いんじゃ無いかと思うが

原子の近くにある電子 原子の周りはスカスカだと聞きます スカスカの空間 電子はゴマ粒のようなものでは