水素の量子力学

質問

この前授業中にこういった質問をされました。

水素は＋１の陽子を持ち軌道に１個の－１の電子が
回転しています。

ここで、＋と－とで引き合うクーロン力が発生しますよね？
それは遠心力とつりあっているのは分かるのですが、
遠心力は加速度を含んでいますよね？そのエネルギーは
どこから来ているのでしょうか？
最終的にくっついてしまうのでは。。。と思ったのですが。

量子力学の分野のボーアと関係があると思うのですが、
どなたか解説お願いします。

回答No.3

ht1914 · ベストアンサー

＞遠心力は加速度を含んでいますよね？そのエネルギーは
どこから来ているのでしょうか？

「エネルギーはどこから？」とはどういうことですか。
加速度があればエネルギーが必要だということですか。
運動していますからエネルギーを持っています。電気的な引力が働いていますから位置エネルギーもあります。この合計のエネルギーが保存しています。エネルギーを徐々に失う仕組みがあればくっつくでしょう。
でも加速度があることがエネルギーを失う理由にはなりません。その加速度の原因となっている力の性質によって決まります。

円運動の加速度はエネルギーを失う原因となるものではありません。等速円運動を習っていると思いますが速度の向きが変わることによって加速度が生じていますが速さは変わっていませんからエネルギーは同じです。

地球が太陽の周りを回っている場合も同じですね。何億年か先の事は分かりませんが近い将来に地球が太陽に引き込まれて消滅するということはないはずです。

このことに関する限り量子力学は関係しません。
ボーア半径はこの考えを使って出しています。

運動する電子がエネルギーを失う仕組みに気が付けばそこからまた新しいことが始まります。量子力学はそれからです。

お礼

長いコメントありがとうございました！
また調べてみます。

回答No.2

noname#69788

私は理学部化学科量子化学研究室出身です。電子は回転しているのではなく、軌道に確率的に存在しています。水素原子のシュレディンガー方程式は厳密に解けます。その波動関数の絶対値の2乗が電子の存在確率です。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%B0%B4%E7%B4%A0%E5%8E%9F%E5%AD%90%E3%81%AB%E3%81%8A%E3%81%91%E3%82%8B%E3%82%B7%E3%83%A5%E3%83%AC%E3%83%BC%E3%83%87%E3%82%A3%E3%83%B3%E3%82%AC%E3%83%BC%E6%96%B9%E7%A8%8B%E5%BC%8F%E3%81%AE%E8%A7%A3

お礼

シュレディンガーは数式を見ていまいち理解できなかったですｗ
コメントありがとうございました。

回答No.1

noname#160321

これが遠心力ではないと言うのが量子力学の始まりです。

お礼

コメントありがとうございます。すこし本を探してみます。