軌道

質問

電子軌道と太陽系の惑星の軌道が違う法則に乗っかってる筈はないんじゃないでしょうか。

回答No.2

htms42 · ベストアンサー

万有引力と静電引力、どちらも距離の二乗に反比例する力です。
万有引力のもとで運動する物体を表す式と静電引力のもとで運動する物体を表す式とは同じものになるはずだという考えはいい線を行っていることになります。ボーアの原子モデルはまさにそれです。水素原子の基底状態での軌道半径はボーア半径と呼ばれています。見当外れの値ではなくてきちんと量子論に対応しています。

ボーアのモデルは古典論だと言われています。
「古典論」だという位置づけは量子論に対してです。古典論では不足なのです。
食い違いの生じるポイントはどこにあるでしょうか。
電子の運動がニュートンの運動方程式で記述できるのであれば対応が成り立つはずです。うまく対応が付かないということはニュートンの運動方程式で記述することが出来ないということになります。
ある時間での位置と速度が互いに独立に決まるという巨視的な世界では当たり前と思っていることが原子のスケールの世界になると成り立たなくなるのですからニュートンの運動方程式での記述も出来なくなってしまうことになります。粒子的な記述が出来なくなってしまっています。代わりに波動方程式が出てきます。軌道という言葉は生き残っていますが惑星の軌道というような運動のイメージはありません。

こういうところが書いてある教科書は比較的少ないのではないでしょうか。
もうすでに出来上がっている体系だという立場で書かれている場合が多いです。
朝永振一郎の「量子力学」ではこういうところが丁寧だったように記憶しています。

お礼

回答ありがとうございます。

回答No.3

homma-mon

惑星軌道の「軌道」は英語では，"orbit"
電子軌道の「軌道」は英語では，"orbital"
似て非なるもの．
日本語に訳すときに，この違いが強調されなかったのですね．

ですから，電子の挙動を表現する言葉としては，
　　「軌道のようなもの」
とすべきだったのかもしれませんがね．

Bohr のモデルでは，マイナスの電荷を帯びた粒子が円運動をしていることになりますので，電磁波を発生させて，それでエネルギーが減っていって，程なくに電子は運動停止 = 原子核に到達となってしまうでしょう．現実と矛盾しています．

これが，古典物理学的描像（= モデル）の問題点で，この問題点を克服するものとして量子論が組み立てられていったように思います．

お礼

回答ありがとうございます。

回答No.1

chie65536（@chie65535）

電子軌道の「軌道」を「軌道」と呼ぶのは歴史的な経緯によるもので、量子力学成立後は「電子が特定の軌道を運動しているわけではない」ことが明らかとなっています。

つまり「電子には、惑星の軌道のような軌道なんか無い」んです。

電子には軌道が無いのですから、「違う法則」も「同じ法則」もクソもありません。軌道があるモノと軌道がないモノを同列に語る事は出来ません。

「電子軌道」に「軌道」と言う単語を使っているのが悪いんです。「電子軌道」などといわずに「波動関数」って言っていれば、質問者さんのような勘違いは起きません。

お礼

回答ありがとうございます。