ファンデルワールス力は物理の分野ではどのように説明されますか？

質問

ファンデルワールス力は物理の分野ではどのように説明されますか？

物理の分野では
自然界の全ての力は、次の4 つに還元できるとされている（第5の力は除く）。

重力
電磁気力
強い力
弱い力

となっていますが、上記のどれに当てはまるのでしょうか？また、ファンデルワールス力をどのように説明するのでしょうか？
自分は「弱い力」ではないかと思っているのですが、ネット上には「ファンデルワールス力」と「弱い力」との関連を著す文献を見つけることが出来ませんでした。
お手数ですが、よろしくお願いします。

回答No.5

htms42

＃４です。
＃４の最初で
＞＃２に書かれている
＞＞理論上は重力でもいい (し実際に働く) んだけど多分電磁気力の方が強い.
＞という文章が気になります。

と書きました。

＃２ではなくて＃３です。

＃２様、＃３様、申し訳ありませんでした。

回答No.4

htms42

＃１です。

＃２に書かれている

＞理論上は重力でもいい (し実際に働く) んだけど多分電磁気力の方が強い.

という文章が気になります。

この質問は力の働く場面や力の大きさ、スケールなどの混乱によるものです。原子核の内部で働く力か、原子核の外部で働く力かです。
「弱い力」というのは単に「弱い」力ではありません。特定の場面で働く特定の力に対して付けた名前です。普通名詞ではありません。「弱い力」の到達距離が１０^(-16)ｃｍ程度であると書かれています。原子の大きさが１０^(-8)ｃｍ程度ですから原子の大きさの1億分の1です。原子核の中ではものすごく強い力がものすごく狭い範囲で働いているのです。ここでは電磁気力も重力も関係がありません。
理論的には働いているが小さいだけだというような表現をすると混乱します。質問者様のような混乱を防ぐ意味でもはっきりと区別する必要があります。ある程度以上小さいものは存在しないとしてしまうのがいいでしょう。到達距離という目安になる数字を出しているのもそういう判断のもののはずです。「自動車の運動にも相対論的な効果は効いている、ただ小さいだけだ」というような表現をすれば力学を勉強している人は混乱します。

原子、分子の世界でも重力は関係がありません。
水素原子を例にとって陽子と電子の間に働く重力Ｆｇと静電引力Ｆｅとの大きさの比較をやってみます。（これは電磁気学や量子力学の教科書によく載っています。）
Ｆｇ／Ｆｅ≒４×１０^(-40)
というとんでもなく小さい値です。

＞多分電磁気力の方が強い

なんてレベルのものではありません。上で出てきた1億分の１を５回繰り返さなければいけないのですから。

大きいとか小さい、強いとか弱いはいつも比較が問題になります。どういう場で考えているのかを意識する必要があります。
地球上で考えた大きい、小さいであるのか、太陽系で考えた大きい、小さいであるのか、銀河系で考えた大きい、小さいであるのか、・・・で意味が変わってきます。

化学結合は全て電磁気力です。
共有結合、イオン結合、金属結合、水素結合、分子間力
は最大でも１０００倍程度の違いでしょう。
ファンデルワールス力は分子間力の１つです。ここに示されているものの中では一番弱い力です。

＞ネット上には「ファンデルワールス力」と「弱い力」との関連を著す文献を見つけることが出来ませんでした。

関連がないのですから見つからないのは当然です。
「ファンデルワールス力」の説明はいくらでもあるはずです。「弱い力」の説明もあるはずです。そういう調べ方はされなかったのですか。
基礎からきちんと積み上げていく勉強をしてください。トピックスだけを追いかけてはいけません。

回答No.3

Tacosan

確かに「ファンデルワールス力」は (水素結合などと比べると) 「弱い力」だけど....
ど～考えても「ファンデルワールス力が弱い力に由来する」ということはありえないと思う. だって, 弱い力の到達距離って 10^-16cm 程度と考えられてるわけだから, 他の原子まで届かない.
理論上は重力でもいい (し実際に働く) んだけど多分電磁気力の方が強い.

回答No.2

noname#160321

＃１のお答えどおり電磁気力です。
ファンデルワールス力はロンドン分散力とも呼ばれ量子力学を抜きにして説明すると、分子の(仮想的)分極が他の分子の分極を引き起こし引き合う力という化け物じみた説明になってしまいます。ここでも分極は電気的な分極です。
ファンデルワールス力に似た相互作用は他の力でも起こる可能性があるのかも知れません。そこまでご説明する力は私にはありません。

回答No.1

htms42

ファンデルワールス力という力がどういう場面ででてくるのかを調べられましたか。名前だけ見て質問しているのではないでしょうね。

こういう難しい話を出しておられるのですから量子力学の勉強もされているのでしょうね。
原子軌道や化学結合についてはどうですか。
水素原子のエネルギー順位や軌道を求めるときに元になった力は何でしたか。陽子と電子との間に働く静電引力（クーロン力）だったはずです。

原子、分子、イオンまたはその集合体の性質を決めている力は元をたどればクーロン力です。