電子の中の空間が大変広い背景は素粒子が高速で動き回っているために必要なスペースがいるということでしょ

電子の中の空間が大変広い背景は素粒子が高速で動き回っているために必要なスペースがいるということでしょうか。

No.1 ベストアンサー 回答者： puyo3155 回答日時： 2023/06/19 21:16

いろいろな意味で、まったく違います。

まず、物理とは、自然現象を正しく記述する学問であって、

＞必要なスペースがいるということでしょうか。

という、・・・のために、・・・が必要というような、因果関係で説明されることはありません。人間としては、そういう思いがよぎる気持ちはわかりますが、正しくは、自然は、・・・・となっている、理由はない、となります。

さて本題。

ラザフォードに始まる、古典論的原始モデルは、核子のまわりを、電子が円軌道でぐるぐる回っているというものでした。しかし、動く電子が円運動しているのに、なぜ電磁波を照射しエネルギーを失わないのか？いつも一定の軌道にいて大きさを保つのはのはなぜか・・・などたくさんの疑問がありました。

それが量子論の扉をあけ、現代の場の量子論まで発展するわけですが、電子の原始内部の振る舞いは、その出発の前期量子論でほぼ事足ります。

原子ののまわりには、たしかに陽子数と電気的に釣り合う数の電子が存在しますが、その様子は、およそわれわれがマクロの世界で、日常に考える状態にはありません。

なんと電子は、核子の周りに存在はするが、観測しない限りどこにいるのかわからない。しかし、どこで電子が発見さるのかの確率を計算することだけはできるのです。

軌道といえば普通は、電子の時間に対する位置がはっきりわかるモノですが、量子論でわかったのは、そんなものはミクロの世界には存在しない。観測しないと電子はどこにいるかわからない。なので、軌道はそもそもないが、存在の確率は予測可能で、ある確率以上に存在が確認できる領域を便宜上軌道と呼ぼう・・・こんな感じです。その最低エネルギーの軌道に電子がいるとき、原子が安定していることもわかりました。

発生確率が多い場所を、便宜上軌道と呼んだだけなので、発生確率９５％として電子が発見される領域を描けばほぼ古典軌道になります。それを緩めれば、その発見される領域は広がります。

しかし、いくらこれらを図示しても、それは電子がその領域を高速で飛び回るという、日常生活の感覚とは全く別のものです。電子が、ある確率で発見されることを、グラフィックに図示することがよくあり、XX軌道と呼びますが、その軌道が実際に存在し、その中を電子が高速で飛び回っているわけではないのです。多くの人が誤解していますが、とても、難しいですね。

この回答へのお礼

軌道の理解が深まりました。
ものすごいスピードで 粒がくるくる回っているようなイメージを持っていましたが 確率的にだいたいこの辺に現れるだろうということだけなのですね

それにしても ものすごいスピードで 存在したり 存在しなかったり あちこちに　大きなエネルギーがありそうですね

お礼日時：2023/06/22 09:36

No.2 回答者： stomachman 回答日時： 2023/06/19 22:11

> 電子の中の空間

なんてもの、今の物理学では見つかっていません。
　あるとすれば、この3次元空間とは別の、未知の次元の中か、あるいは空想の中でしょう。

> 素粒子が

いや、普通の物理学では、電子自体が素粒子ですけどね。
　それとも「電子の中の空間」という空想的な空間の中に電子ではない「素粒子」があるという、妄想の話？