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水素原子って普通中性・・・ですよね？
天文学の勉強をしていて、銀河系内の水素分布を調べるときに 「中性水素原子（電離していない水素原子）から放射される２１ｃｍ電波を利用する」とあるのですが、 この中性水素原子とは何か特別なものなのでしょうか？ それとも普通の水素原子と考えてよいものなのでしょうか。 わざわざ「中性水素原子」とあるので気になりまして。。。 どなたかご存知の方、よろしくお願いします。
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はじめまして、確かにそうですね、なぜわざわざ「中性水素原子」とことわるなんて不思議ですよね。 では、なぜ中性水素原子ってことわるかというと、陽子と電子でちゃんとペアをつくっているということ、これを強調しているんでしょうね。電離している水素原子って陽子のことですものね。（まあ正確には陽子と中性子がペアになっている重水素なんていうのもありますが） では次になぜ陽子と電子でペアになっていることが重要なのか、水素原子は陽子のまわりを電子がまわっています。（正確には確率の雲の状態なのですが、まあ難しいことはおいておきます） この原子にエネルギーを与えると電子がひとつ外側の軌道にうつります。で、どうなるかというと、しばらくすると電子はエネルギーの高い状態から低い状態へ、すなわち最初の軌道に移り、そこでエネルギーを放出します。 これがエネルギーの最小単位なんですね。いわゆるブランクエネルギーになるわけです。エネルギーはこれ以下に分割することはできません。これが量子論の基本的な定理なんです。 宇宙の中の水素原子はこのいろいろな形でエネルギーを受け取ります。そうすると電子がひとつ上の軌道にうつる、しばらくするとエネルギーを放出します。この放出は電磁波であり波長２１ｃｍの電磁波なのです。 ですから、水素があるところは波長２１ｃｍの電磁波が観測されます。密度の濃い場所については、より強い２１ｃｍの電磁波が観測されます。可視光にくらべれば波長は遙かに害ですから、宇宙塵にもじゃまされずに観測できます。ですので２１ｃｍの電磁波の強度を測っていけば、水素原子の分布がわかり、ひいては水素原子の多いところ＝星の分布がわかり、銀河の腕の構造がわかるというわけです。 だいたいご理解いただけましたでしょうか。私は素人ですが、知っている範囲のことではお答えさせていただきます。
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それ、光子放出するのと違うの？ つ＾＿＾）つ
上向きスピン陽子＋上向きスピン電子→上向きスピン陽子＋下向きスピン電子＝超微細構造遷移（でんぱ。）
>わざわざ「中性水素原子」とあるので気になりまして。。。 電気的に中性の水素原子のことです。 星間空間には水素が電離された領域（H II 領域）や水素が分子になっている領域（分子雲）もあります。H II 領域では電離水素（陽子）と自由電子の衝突によって、連続スペクトルをもつ電波が輻射されています。波長21cmにも当然その連続輻射はありますから、そういう H II 領域からの連続輻射ではない、中性水素による線輻射の21cm電波であることを強調したいのかもしれません。また、この方法でわかるのは中性水素の分布であって、電離水素のそれではないということも言いたいのかもしれません。あるいは、たんに説明を詳しくしているだけなのかもしれません。
お礼
遅くなりましてすみません。 皆様のありがたいご回答で、要するに「普通の水素原子のこと」を、 電気的な性質を強調する意味でわざわざ“中性”をつけている。 というふうに理解しました。 普通の水素原子と何か違うのか！？と悶々としていましたが、納得がいきました。 ご回答くださった皆様、ありがとうございました！！
こんなんじゃないの？ つ＾＿＾）つ http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%AE%87%E5%AE%99%E3%81%AE%E5%85%83%E7%B4%A0%E5%90%88%E6%88%90 後はよろしくお願いします！！ ＾＿＾
お礼
遅くなりましてすみません。 皆様のありがたいご回答で、要するに「普通の水素原子のこと」を、 電気的な性質を強調する意味でわざわざ“中性”をつけている。 というふうに理解しました。 普通の水素原子と何か違うのか！？と悶々としていましたが、納得がいきました。 ご回答くださった皆様、ありがとうございました！！
- Tacosan
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#1 の通りだけど, 結局は「電離していないふつうの水素原子」なんだよな～.
お礼
遅くなりましてすみません。 皆様のありがたいご回答で、要するに「普通の水素原子のこと」を、 電気的な性質を強調する意味でわざわざ“中性”をつけている。 というふうに理解しました。 普通の水素原子と何か違うのか！？と悶々としていましたが、納得がいきました。 ご回答くださった皆様、ありがとうございました！！
- BookerL
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ここで「中性」といっているのは、酸性やアルカリ性の話ではなく、「電離していない」と注釈があるのでもわかるように、電気的な話で、プラス電気やマイナス電気を帯びていない、という意味です。 水素がイオンになってしまえば、電気的に中性ではなくなります。
お礼
遅くなりましてすみません。 皆様のありがたいご回答で、 要するに「普通の水素原子のこと」を、 電気的な性質を強調する意味で わざわざ“中性”をつけている。 というふうに理解しました。 普通の水素原子と何か違うのか！？ と悶々としていましたが、納得がいきました。 ご回答くださった皆様、ありがとうございました！！
お礼
遅くなりましてすみません。 皆様のありがたいご回答で、要するに「普通の水素原子のこと」を、 電気的な性質を強調する意味でわざわざ“中性”をつけている。 というふうに理解しました。 普通の水素原子と何か違うのか！？と悶々としていましたが、納得がいきました。 特にsatoumasaru様、ご丁寧にわかりやすくご説明いただき、とてもよく理解できました。ありがとうございました。