ボーアとシュレディンガーについて

質問

ボーア軌道とシュレディンガー軌道の相違点と対応点をおしえてください(>_<)

回答No.1

anthracene

シュレディンガー軌道って用語として正しいのか良く知りませんが。
化学屋が軌道、といったら普通は英語で言うorbitalのことを指すのでこれのことでしょうか。
ともかく、質問の意図は古典量子論とその後の量子力学における軌道の意味ということだと思います。

ボーアの理論だと、電子はあくまで古典的な粒子であって、ちょうど太陽系の惑星のように決まった軌道（上述のorbitalではなくて）をくるくる回っているということになってます。これだけだと古典電磁気学と何が違うんだ、ということになってしまいますが、ボーアは電子のエネルギーは飛び飛びの値しかとれないんだ、という考え方を導入することで、いわば古典論に量子力学のスパイスを加えたわけですね。細かいことは高校物理でもやると思いますが、ボーア模型では電子は古典的な粒子であって原子核のまわりを回転している、という古いモデルながらも、電子が離散的なエネルギーしかとらないことを説明できたのです。

その後、シュレディンガーが電子を粒子ではなくて波として扱った形の理論を組み立てました。電子は既に古典的な粒子ではなくて、あるスペースに確率論的に分布しているものとして表されています。化学の本にも書いてある電子雲というのは”軌道”というのを目で見える形でプロットしたもので、電子が大体このあたりにいますよ、ということを伝えています。軌道は電子の分布を表していますが、古典的な粒子が運動する道筋ではありません。

このように全く異なった意味を持つ二つの軌道ですが、ボーア模型から算出される水素原子の電子エネルギーは、量子力学から導出される値と一致します。