水素の電子のスピードは一様か

物理の素人です。

電子ひとつが、原子核の周りをまわっていると理解しています。

このまわっているということは、原子核が引っ張る力と、遠心力で飛んでしまわない力とが
拮抗していると考えてもよいでしょうか

仮に、光の速さで動いているなら、直線で光速は理解しやすいですが
カーブを描きながら光速とは　ありえるのでしょうか

No.1 回答者： doc_somday 回答日時： 2017/10/17 21:29

＞原子核が引っ張る力と、遠心力で飛んでしまわない力とが拮抗している

それが古典的なボーアモデルです。ですが電磁気学に矛盾したり、多くの問題点があるため、このモデルは捨てられました。残ったのは量子論のコペンハーゲン学派が主張する、期待値解釈で電子は完全に波になり、単原子の場合電子は原子核の周囲に分布するだけで、どこにあるのか全く分からない。更にアインシュタインとシュレーディンガーはこれに反対した、そこで出て来たのが「シュレーディンガーの猫」の思考実験、だがこの思考実験はミクロとマクロを強引につなげているので余り意味が無い。

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。
電子ひとつが原子核を回っている前提でした。

今回の質問の意図は、
・　電子が、ひとつで、
・　電子が、原子核の周りを移動している
・　移動の様子は直線的ではない
　　地球儀に原子を例えると、日本の地点にある電子が
　　次の瞬間に反対側のブラジルの地点に電子が現れ
　　まっすぐ移動したにないにせよ、次にはオーストラリアの
　　地点に現れる。ということは、ある地点でブレーキがかかった
　　イメージでいます。ということは、光のスピードではないという
　　ことでしょうか。ブレーキがかかっている瞬間は遅いからです
　　
　　レーシングカーを電子にたとえて、コーナーリングするときに
　　スピードが弱くなるイメージです
　　
　　そういう世界を思い描き、電子は高速で動いていないのでしょうか
　　と尋ねました。

　　期待値の部分は、よくわかりませんでした

お礼日時：2017/10/20 13:42

No.2 回答者： lupan344 回答日時： 2017/10/17 21:46

まず、原子の中での電子の動きは観測出来ません。

（厳密には、電子の位置と運動量は、同時に測定する事が出来ません）
また、陽子と電子の電気的引力と他の力が拮抗しているのは確かですが、それは古典的力学の遠心力のようなものとは、別の原理と考えられています。
原子内では、量子力学で記述される形で、電子は一定の範囲に確率的に存在していると考えられています。
したがって、何らかの軌道を周回しているとも、いないとも言えなく、存在確率範囲で、測定した時に、ランダムに位置が確定されると考えられます。
ですから、カーブを描いて光速と言うのも、意味の無い議論となります。
ラザフォードの原子模型→ボーアの原子モデル→量子力学的原子モデルに原子の構造の概念は変わってきています。（現在は、陽子の周りに、電子の存在確率範囲を雲のように表現する場合が多いようです）

この回答へのお礼

回答ありがとうございます
電子の動きは観察できない？　でも、スイスの大型のリング型の研究施設で、粒子をぶつけたときに、それがぶつかってとびちった画像をみたのですが。
確率的に存在するという点が、わかりにくかったです

お礼日時：2017/10/20 13:45

No.3 回答者： tknakamuri 回答日時： 2017/10/18 12:36

半古典的な見方では、電子は、原子核にまとわりつく

雲ですね。

所謂太陽系モデルは随分昔に死にました(^^;

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。

電子のスピードは光速ですかを尋ねようとしました

お礼日時：2017/10/20 13:46

No.4 回答者： s_hyama 回答日時： 2017/10/18 20:57

軌道によりあるエネルギー準位をもって存在してるっていう表現が正しいのかな

だからそれに質量で表現すると古典的表現質量ｘ速度^2/2みたいな運動エネルギー
それでいくと光速で軌道はしてないよ
だから、古典的表現も間違いではないよ

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。

お礼日時：2017/10/20 13:47

No.5 ベストアンサー 回答者： kothimaro 回答日時： 2017/10/18 21:17

http://catbirdtt.web.fc2.com/suisogennsinohakkou …

この回答へのお礼

初めてみました。わくわくします。
電子に複数の線路軌道があるのですね。一番内側の軌道にいるときが一番早いと。
外側になるほど遅いなら、もはや光速ではありませんね。光速は一定なので。

お礼日時：2017/10/20 13:52

No.6 回答者： chiha2525-- 回答日時： 2017/10/19 00:06

量子というのが粒子と波の性質を両方持っている、というのは私たちの実生活では経験できないものなので、私たちには理解しがたいところがあるんですよね。

例えばギターで（バイオリンでも良いですが）弦の作る振動はというと、両端を固定されたものだけしか存在できない、ってのと同じで、原子核の周りの電子（波）も定在波になるものしか存在できないんだろうなぁ。などと考えるのが近いのだろうと私は思っています。（違ったらすみません！）


それはともかく、そろそろ量子力学も見直されるころなのではないかな、などとも思っています。例えば有名なトンネル効果ですが、これなんかは効果の前後の電子が同じ電子である保証がないんですね（というか、そもそも電子１つ１つは区別できない）。ギャップの手前の電子のエネルギーが、ギャップの向こうの電子に引き継がれた、それだけ、って可能性とか。そんなことを最近思ってたりしますｗ

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。
質問のいとは、これまでの回答者へのお礼欄に記載しました。

お礼日時：2017/10/20 13:54

No.7 回答者： puyo3155 回答日時： 2017/10/19 02:39

＞電子ひとつが、原子核の周りをまわっていると理解しています。

違います。

＞このまわっているということは、原子核が引っ張る力と、遠心力で飛んでしまわない力とが
　拮抗していると考えてもよいでしょうか

違います。それは、古典論で考えた、一種の例示のようなものですね。量子論以前、人はそう考えていたってことです。もう１００年以上前の話。

＞仮に、光の速さで動いているなら、直線で光速は理解しやすいですがカーブを描きながら光速とは　ありえるのでしょうか・

高速でもないし、マクロな軌道はない。ある場所に、まとわり付いているが、どこにいるかはわからない。・・・

原子の中の電子の追求が、量子論を発展させました。量子論を勉強されることをオススメします。
古典的考え。日常生活のマクロな現象の延長では、まったく説明できないのがミクロの世界です。