原子構造と太陽系

質問

原子核が太陽、電子が地球だと考えると、原子の構造と、太陽系の構造ってとてもよく似ていませんか？
何か関係があるのでしょうか？

よろしくお願いします。

回答No.3

apple-man · ベストアンサー

>原子の構造と、太陽系の構造ってとてもよく似ていませんか？

　銀河系も中心があって、回転する円盤のような
形してますよね。

＞何か関係があるのでしょうか？

　今のところ直接関係があるという理論など
はありません。ただ、スケーリングの問題といって
大きさを変えて全体を眺めると似たような構造が
出てくるといったことは他にもあって、多くの
学者が興味を持っていろいろなアプローチをして
いるようです。
　他の例としては自然界のフラクタル構造などが挙げ
られます。大地を流れる川の枝分かれの構造と
樹木の枝の枝分かれの構造（形）などが似て
いるというものです。
　また何十倍すると似たような構造が出てくるのか
ということにも法則らしきものがあり、この
あたり研究してみる価値が大いにありそうです。

＞原子核が太陽、電子が地球だと考えると、

　量子力学によると、電子の軌道はある特定の
飛び飛びの値しか持てません。同じような
法則が惑星の軌道にもあるのではないかと
考えた学者がいて（えーと、名前度忘れしました）
惑星の軌道に関する何とかの法則というのを
見つけたんです。
　ところがその法則によると、火星と木星の間に
もう一つ惑星がないとおかしいということが
わかり、他の惑星の軌道の関係があっているのは
偶然と思われていました。ところが惑星探査が
進むみ、予想された軌道付近には小惑星帯が
あることがわかり、これらがかつてここにあった
惑星の残骸ではないかということが言われ始めると
その何とかの法則が再び注目を集めたんですが・・・

　えーと、その法則名が思い出せません。
私のほが教えてgooです。

　そんなところで・・・

お礼

詳しくどうもありがとうございます。
＞今のところ直接関係があるという理論など
はありません。ただ、スケーリングの問題といって
大きさを変えて全体を眺めると似たような構造が
出てくるといったことは他にもあって、多くの
学者が興味を持っていろいろなアプローチをして
いるようです。

いまのところはまだ理論などはないけど、まだまだわからないんですね。

ちょっと難しいところもあったのですが、参考にさせていただきます(＾＾)
どうもありがとうございました♪

回答No.5

ranx

No.3 さんのおっしゃっているのは「ボーデの法則」ですね。

原子と太陽系に関係があるとすればですねえ。
・どちらも中心と周囲を回っているものの間に引力が働いている。
　（ついでに、どちらも距離の２乗に反比例する。）
・どちらも中心部に質量の大部分が集中している。
というようなことでしょうか。

だけど違うところもありますね。
・惑星はいつどこをどんなスピードで飛んでいるか、明確に観測できる。
・電子は位置と速度（運動量）とを同時には確定できない。なので、
　きちんと計算しても、何となくそこら辺に居るとしか言えない。
・惑星が一つ一つ個性を持った存在であるのに対し、電子は皆同じ。
・惑星には衛星がある場合があるが、電子にはそんなものはない。
　（光子でできたり消えたりしているのがそう言えるかも。）

お礼

どもありがとうございます。
共通点と相違点がわかりやすくて、僕にもわかりやすいです。

参考にさせていただきます。
どうもありがとうございました。

補足

皆さまどうもありがとうございました。
原子から惑星もできているのだから、その集合体が、原子のような性質を持っていても不思議ではないんじゃないかなと思ったのでこんなことを聞いてみました。
違うところもけっこうあるのですね。

もっと勉強します(＾＾)

回答No.4

QuteBisha

大変残念ですが、よく本で見かける「原子の構造」は現実の原子の構造とはまったく違うモノです。

おそらく、原子をイメージしやすくするためにあのような「原子の構造」が本に載っているのだと思います。

現実の原子の構造は「量子力学」という物理理論を学ばなければ理解できないと思います。（数式で理解はできてもイメージするのは大変困難ですが…）

この問題は理系の大学生でも誤解している人をよく見かけます。

お礼

＞おそらく、原子をイメージしやすくするためにあのような「原子の構造」が本に載っているのだと思います。

～殻をまるで原子核を中心に公転(？)しているような図ですよね。
今まで信じてましたが違うんですね(＾＾；

「量子力学」というのを勉強するとわかりやすいんですね。

参考にさせていただきます。
ありがとうございました。

回答No.2

First_Noel

古典的に考えるとおっしゃる通りです．
量子論的に考えると，電子は一定の軌道を取らず，ぼやっとした
電子雲（電子の存在確率の分布）となります．

古典的な原子と，太陽系と，両者何が似ているか？
それは前者は電磁力，後者は重力によって相互作用しているのですが，
どちらも距離の２乗に反比例した力が働いている点です．
（比例計数が異なるので大きさは異なる．電磁力の方が物凄く物凄く物凄く強い力です．）
「本当に２乗に反比例か？」については，実験的にも未だに検証が続けられており，
２．００００００００程度までは「２」であると言えるようです．

この点に注目して，理論物理では，この世の全ての相互作用をひとつの理論で
記述してしまおう！と言う，統一理論の完成を目指して，
研究者たちがいろいろ研究しています．

お礼

どうもありがとうございます。
＞電磁力の方が物凄く物凄く物凄く強い力です．）
定数の９×１０＾９はとてもおっきいですよね。

参考にさせていただきます(＾＾)
どうもありがとうございました。

回答No.1

cafedemocha

専門外ですので、余り詳しく回答は出来ませんが、似て見えるのは、原子構造を２次元的に視覚化した場合のみですね。
実際の、電子起動と言うのは、電子雲と言う形で表現される様に、３次元的起動を取ります。
つまり、原子核の周囲を円軌道で回るのではなく、球としての軌道を取る訳です。
まぁ、時間軸を加味した場合は、これまた別の論議になり、う～んと長くなるので省略しますけどね

お礼

電子雲というのはまだ全然知らないのであまりわからないのですが、
＞原子構造を２次元的に視覚化した場合のみですね
なのですね。
ありがとうございました。