No.2ベストアンサー
- 回答日時:
ウイルソン・ゾマーフェルトの量子条件というのはボーア・ゾンマーフェルトの量子条件のことですか?(不肖ながら前者は知りません)仮にそうだとして以下は蛇足です(^^);但し、歴史的な記述はええかげんで,自分流に適当に書いていますから注意してくださいね。
尚、この辺の正しい事情は朝永振一郎著「量子力学(1)」に詳しく書かれていますので、図書館でじっくり読まれればいいでしょう。さて、ラザフォードのα線散乱実験より推定された、原子核の回りを電子がクルクル回るラザフォード模型は、致命的な欠陥がありました。つまり、Maxwellの理論によれば電子が円運動をする場合、光を放出し、そのためエネルギーを失って螺旋を描きながら原子核に近づいて最後は原子核に衝突してしまわなければならない。もしそうであるならこの世に原子なんか存在しないが、現実は安定して存在している。また、水素のスペクトルを調べるとある決まった振動数の光だけがスペクトルとして観測される。先のラザフォード模型では確かに光を放出する点は当たっているが、徐々にエネルギーを失っていくので光のスペクトルは連続スペクトルとなってしまう。ここでう~ん!となってしまうのですが、
(1)まず、電子はある波長を持った波で記述できる。
(2)電子はある円軌道を回っているが、これが原子核にぶつからないのは、いわゆる定在波となる波長、言い換えるとそのような波長を持つ電子だけが原子核の回りをクルクル回ることができる。
(3)原点の回りに同心円を幾つでも書くことができるが、(2)の条件をつけるとある選ばれた同心円しか存在しないことになる。これを「電子の軌道」と呼ぶことにする。
(4)軌道の異なる電子は異なるエネルギー状態にある。軌道は可算無限個あるから、それぞれのエネルギーレベルはいわば飛び飛びのレベルにあるといえる。
(5)光の放出は電子が高いエネルギーレベルの軌道から低い軌道に飛び移った際、そのエネルギー差が光として放出される、と考えられる。ここで、飛び移る速度はいかほどかという質問はしてはいけない!それは不問に付す、というようなことをボーア(?)は考えた。
このような運動を実現する条件として、ボーアは量子条件というものを考えました。これは角運動量保存則が前提にあります。詳しいことは適当な量子力学のテキストを参照していただくとして、水素原子の定常状態での電子の運動は、電子の角運動量L(=mvr)はh/2Πの整数倍となる軌道だけが許される
L=nh/2Π ( n=1,2,3 )
というものになります。これは水素原子のスペクトルを見事に説明することに成功しました。
ところで、ボーアが考えた電子の軌道は円軌道だけだったのですが、後にゾンマーフェルトは楕円軌道もあることを指摘しました。従って電子は円軌道を回るものと楕円軌道をまわるものというようなイメージで捉えられたわけです。そこのボーア・ゾンマーフェルトの量子条件ですが、楕円軌道の面積速度一定(角運動量保存則)という条件より
○∫pdq=nh (n=1,2,3・・・) (○∫は周期積分)
となりました、、、あぁ、結構ええ加減なことばかり書きましたので少しつかれました。是非とも朝永振一郎博士の「量子力学(1)」を読んでください。奮闘を期待します。
お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!
似たような質問が見つかりました
- 洋画 「ジョージ=マクフライ」って、可哀想じゃないですか? 「ゴーディー=ウイルソン」に、なりたい。 2 2022/04/18 01:00
- 化学 振動数条件と量子条件の説明なんですが、こんな感じでいいですか? 振動数条件: 式E2-E1=hν 内 2 2023/04/12 08:50
- アニメ 呪術廻戦の五条悟の領域展開「無量空処」の説明について。 ・無下限の内側に引きずり込み、「“知覚”“伝 1 2023/07/02 09:35
- 哲学 「量子もつれ」は「愛の力」ではないでしょうか? 54 2023/01/29 07:09
- 中学校 中3 定期テスト 社会 今日テストがあったのですが記述問題で答え方があっているか教えて頂きたいです。 1 2022/11/16 18:12
- 物理学 「コンデンサーに金属板を挿入したら金属板の厚み分、コンデンサーの極板間隔を減らすという効果」が得られ 1 2023/07/24 15:30
- 数学 【 数Ⅰ 2次関数 】 問題 関数y=mx²+4x+m-3において,yの値が 常に負であるという条件 2 2022/10/01 15:08
- 政治 「国民が主人公だ」という日本共産党の思想は危険思想ですよね? 9 2022/09/13 10:18
- 会社・職場 上司の言葉不足、説明不足について。 私の上司は言葉不足、説明不足なところが多いです。 みんなで黙々と 5 2022/04/19 20:12
- ガーデニング・家庭菜園 カラテアを育てて1年半。1度鉢を大きくして植え替えました。 先月ハダニが大発生して、希釈した洗剤をス 5 2022/08/04 22:58
おすすめ情報
デイリーランキングこのカテゴリの人気デイリーQ&Aランキング
-
なぜ、イオンのM殻は18個まで入...
-
電子の移動度と正孔の移動度に...
-
正孔の有効質量について
-
SEMの焼きつき現象について
-
電子レンジと蛍光灯
-
ホッピング伝導とはどんなもの...
-
正孔は実在しないのにホール係...
-
クーパー対について
-
電子のエネルギー遷移について
-
電子はどのように存在しているのか
-
電流が流れると電子は無くなるの?
-
コンデンサーに電気が蓄えられ...
-
プラズモン
-
トーマス・フェルミ遮蔽モデル...
-
X線のKαって何を意味するので...
-
EDXの横軸(keV単位)と原子の...
-
金属、半導体の抵抗の温度変化...
-
物質の導電率の違いを生むものとは
-
何で暇だとエロいことを考えて...
-
位置エネルギー U
マンスリーランキングこのカテゴリの人気マンスリーQ&Aランキング
-
なぜ、イオンのM殻は18個まで入...
-
SEMの焼きつき現象について
-
X線のKαって何を意味するので...
-
ホッピング伝導とはどんなもの...
-
電子はなぜ原子核に落下しない?
-
オージェ電子と光電子
-
物質の導電率の違いを生むものとは
-
高校物理 原子の問題です。
-
レート方程式について
-
電子の移動度と正孔の移動度に...
-
電子が見えないのはなぜ?
-
【物理学】備長炭が電気を通す理由
-
電子レンジと蛍光灯
-
原子中で電子は動かない?
-
ニッケル○%とクロム△%の合金...
-
電流が流れると電子は無くなるの?
-
ジュールの法則の導出方法を教...
-
P型半導体のキャリア移動度??
-
半導体における正孔(陽電子)は...
-
X線の種類の違いについて
おすすめ情報