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電子、陽子、中性子の直径
電子、陽子、中性子の質量は、手持ちの物理定数の表に載っているのですが、直径については載っていません。 直径について、値は存在するものなのでしょうか。
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- asahigroup
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電子の帯域の複合粒子の直径は、 波数（単位は光子V)の数を、六方最密に従って配置した時の値になるんじゃないかな？ちなみに、光子の大きさは１です。 １２光子Vのレプトンなら、半径１です。 これを１２光子Vと表現するか、１究極単位^3{１×１（六方最密充填構）}と呼ぶかは、好き好きですね。 或いは、１究極単位 っていう表記になるかもしれません。 全世界で会議を開いて決めたいと思います。
- imoriimori
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＃６です。追伸で訂正です。 「実際、この値は原子の直径のオーダーです。」というのは誤りです。編集中に誤って未完の状態で発信してしまったことによるものです。先に示した数値は明らかに原子の直径よりずっと小さいですね。 ある運動状態にある電子はそのくらいのコンプトン波長になる、というＵＲＬを紹介しようとしたのですが、それはこれです。自分では計算してませんから保証しませんけど。 http://www.jaist.ac.jp/ms/labs/ttl/KT/urano/hyper_j/9G_J.HTM
- imoriimori
- ベストアンサー率54% (309/570)
下記ＵＲＬはいかがでしょうか。 http://www.geocities.jp/hiroyuki0620785/k0dennsikotai/17cm.htm ここには陽子や中性子の寸法は出ているものの、残念ながら電子の寸法はわからないとあります。 電子の寸法ははっきり求められるというご意見もあるようですが、コンプトン波長を求めると大体２×１０^-12[m]くらいです。これは陽子よりずっと大きい値です（ちなみに、陽子の寸法は陽子のコンプトン波長程度）。電子は陽子よりずっと軽いのだから当然コンプトン波長は長い。でも電子のコンプトン波長は「電子の寸法」と言うより、電子の存在範囲というか、量子力学的な波の広がりの範囲なわけで。実際、この値は原子の直径のオーダーです。 電子一個の寸法はわからないというのがやはりオーソドックスなわけで。はっきりした有限の大きさで議論できるのなら、エネルギー無限大発散の問題で誰も悩む必要はなくてくりこみ理論なども要らないでしょうし、近代物理の様相はずいぶん違ってきているんじゃないでしょうか。
- asahigroup
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http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B3%E3%83%B3%E3%83%97%E3%83%88%E3%83%B3%E6%B3%A2%E9%95%B7 コンプトン波長が小さい程、質量は大きくなります。 素粒子の形は全て球形です。（複合粒子は未定） 故に、 陽子（ようし、プロトン、英proton）とは、物理学におけるハドロンの一つである。中性子とともに原子核を構成することから、これらを核子と総称する。質量1.672210x10-24gは電子質量の1836.14倍に相当する。直径は10-13cm。 から 電子の直径を算出する事が出来ます。 ローレンツ変換して、電子の大きさを求めてみてください。
- asahigroup
- ベストアンサー率66% (2/3)
素粒子の質量は、直系（表面積）と関係があります。 質量が分かれば、コンプトン波長を算出できます。 広がりとなると難しいですが、 「不確定性原理」を含まない「素粒子１つの大きさ」なら厳密には言及可能です。 質量は、体積、表面積（球形）と反比例する。 コンプトン波長の式を見直してください。
お礼
回答ありがとうございます。 ですが、質量と直径とは、私の中では結びつきません。 理解できるよう、勉強します。
質量数が小さくない元素では、質量数 Aの原子核の半径 Rは、相当良い近似で、 1.5×10^(-13)×A^(1/3) cm である、とされています。 原子核の液滴モデルが適用されるには、核力が近距離にしか及ばないことの証拠を示すため、原子核の大きさを知ることは意味のあることで、種々の方法で研究されました。 質量数の大きいα放射性原子核の崩壊定数とα線のエネルギーから、また、鏡映核（原子核の中性子と陽子の数の組み合わせが逆であるような原子核）の結合エネルギーの差に基づいて、そして、速い中性子の散乱断面積の測定から求められました。 これらの方法で求められたこの式は、互によく一致していると言われています。 陽子、中性子の大きさを表わすものではありませんが、参考にはなるでしょう。 電子については、拡がりの範囲を定義しなければなりませんが、元来、不確定性原理により、位置の不確定×運動量の不確定～プランク常数/2π（10^(-27)erg・sec程度）という関係があるので、大きさを求めることなど原理的に不可能です。
お礼
回答ありがとうございます。 電子は陽子、中性子より小さいのは、何とか測定できそうですね。 不確定性原理はよく理解してないのですが、運動量の正確な測定をあきらめてしまえば、位置は正確に測定できるのではないかとも思いますが、やっぱりできないんでしょうね。
- sanori
- ベストアンサー率48% (5664/11798)
こちらが参考になると思います。 中性子は載ってませんが、陽子と同じと考えてよいでしょう。 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%95%B0%E9%87%8F%E3%81%AE%E6%AF%94%E8%BC%83_%28%E9%95%B7%E3%81%95%29 http://laboratory.sub.jp/phy/62.html http://gggzzz.cool.ne.jp/zakkisou/mukasizakkisou/0003zakkisou.html
お礼
回答ありがとうございます。 オーダー的な値は存在するようです。 やはり、測定の限界がありそうです。
- tetsumyi
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素粒子の場合、理論的にその位置を確定することができません。 位置がわからない物の直径を測定することなどできるはずがありません。
お礼
回答ありがとうございました。 理論とは、不確定性原理のことですね。
お礼
回答ありがとうございます。 コンプトン波長について調べてみました。 λｃ＝ｈ／ｍｃ と手持ちの本に書いてありました。 これは、ｐ＝ｍｃとおけば（ドブロイ波長から）、 不確定性原理 Δｘ・Δｐ＝ｈ のΔｘを表すもののようであることに気づきました。 コンプトン波長以下の波長は測定できないことから（これは憶測です。手持ちの本にはそこまで言及していません。）、 コンプトン波長が電磁波測定による理論的分解能ということでしょうか。 電子はとにかく小さいようでもありますし、大きいようでもあります。