ベストアンサー 電子は円運動してない？ 2015/01/30 23:31 電子軌道の模索の当初は電子は軌道上を円運動するものとして 計算してたと思いますが、波動方程式から導かれる軌道の立体モ デルは円どころか球ですらない。 もう、電子は円運動なんぞしていないと言いきっていいですか？ みんなの回答 （1） 専門家の回答 質問者が選んだベストアンサー ベストアンサー 1o1325 ベストアンサー率88% (8/9) 2015/01/31 22:22 回答No.1 はい。言いきっていいです。 広告を見て全文表示する ログインすると、全ての回答が全文表示されます。 通報する ありがとう 0 カテゴリ 学問・教育自然科学科学 関連するQ&A 電子が等速円運動すると電磁波が生じる？ 電子が等速円運動すると電磁波が生じる？ 高校物理の「電子の粒子性・波動性」の分野を習いました。 電子が原子核の周りを普通に円運動するというモデルだと、 電子のエネルギーが電磁波として出て行ってしまうので、電子が原子核に落下することになるけど、 電子の運動が、波長の整数倍が軌道1周の長さである波動だと、上手く説明できる、とか。 (1)電子が円運動すると電磁波が生じるのは、 荷電粒子が加速運動すると磁場が変化し、それによって電場が生じ、それによって……… って感じになるからだと説明されましたが、 ふと、「電場と磁場」的な分野のところで習ったことを思い出し、疑問を抱きました。 円形電流によって生じる磁場って、確か一定でしたよね。（H=I/2r だったと思う） 原子核の周りを電子が円形に回るのなら、これと同じ状況だから、磁場は変化せず、電磁波は生じないと思うのですが……… (2)また、円形軌道モデルでは発生するはずの電磁波が、 波長の整数倍が軌道1周の長さの波動だと、何故発生しないのですか？ 波動を描こうと回ってるわけですから、円形軌道モデルと変わらない気がします。 電子雲のCGモデルの色分けは何？ 波動方程式から導かれる、電子軌道もしくは電子雲の CGで、2色に色分けされているのは何の意味があるの でしょうか？スピンの向きではなさそうだし、そもそ もこの計算は電子が1個だけの時に限定されるとも聞 きますし。 よろしくご教授願います。 原子における電子の運動について 原子において電子って本当はどんな運動をしているのですか？ 量子力学ではいろんなモデルが出てきました。ド・ブロイやシュレーディンガーなどなど。名前は忘れましたが、そのような小さな場合では観測できないと言う法則がありましたよね。でも、量子力学以外の講義ではNとかM軌道の中にさらにｐとかｄとかの軌道があって３D的な複雑な運動をしていると教えられました。 では実際、どのような運動をしているのですか？ ３D的な運動やスピンというのは理論に当てはめた計算結果が合うから、予測できる運動だと聞きましたが。３D的な複雑な運動って言うんだから、それはどんな運動なのですか？教えてく下さい。書いてある本などがあれば教えて下さい。人によって言うことがバラバラだったり、スピンは自転みたいな運動だから・・・なんて言われて段々と混乱してきています。 天文学のお話。日本ではどのように考えられていた？ OKWAVE コラム 真空磁場内における電子の運動 一様な真空磁場B内へ、直角の方向から初速度v_0で飛び込んできた電子(m,-e)の運動を調べよう。電子の質量ｍの速度による変化を無視する。 v_0およびローレンツ力(-ev×B)はBに直角であるから運動はBに直角な面内でおこる。電子の運動方程式は、 ｍ（dv/dt）=０，m(v^2/ρ)＝evBより・・・・ と解いていくのですが、自分は、なぜ、m(dv/dt)＝０となるのかがわかりません。2式目は円運動の運動方程式なのでわかりますが。1式の考え方を誰か教えてください。よろしくお願いします。 電子の軌道のイメージ 全くの素人です。量子力学とか、そういった知識のまるでない者です。 原子は原子核と電子群からなっていて、電子は電子殻の中で動いているとか・・・ ウィキペディアで電子の軌道（p軌道、d軌道、f軌道)を調べたら図があったんですがp軌道に関しては x2 + y2 = r2 の円運動 x2 + z2 = r2 の円運動 y2 + z2 = r2 の円運動 と、解釈していいんでしょうか？ また、d軌道に関しては図だと全然イメージわかないので、どこか動画かなにかで教えてるサイトとかあったら教えてください。よろしくお願いします。 等速直線運動する電子は電磁波をつくるの？ 電子が加速度運動をすると 電磁波(シンクロトロン放射や制動放射など)を放出すると 講義で習いました。 しかし等速直線運動する電子も 電磁波を放出するのではないでしょうか？ マクスウェル方程式(ファラデーの法則)は 電場(磁場)の時間変化は回転する磁場(電場)を つくり、この連鎖が電磁波として伝播するんですよね？ 真空中を等速直線運動する電子は、 軌道の周辺に電場の変化をつくるのではないのでしょうか？ 講義中は馬鹿にされそうで質問できなかったので よろしくお願いします。 参考になる書籍も教えていただければ幸いです。 原子核の中の電子の振る舞いについて 原子の中で電子はどのように動いているのでしょうか。 電子は、Ｋ核・Ｌ核・Ｍ核の中のＳ・Ｐ・Ｄ軌道上に存在すると思うのです。 例えばＫ核Ｓ軌道にいるある一つの電子に注目すると、ある存在確率で、Ｓ軌道の球？のなかのどこかにある時間存在すると思います。 その中で電子は、どのように動いているのでしょうか？例えば、ずっと静止しているとか、円運動をしているとか、はたまた電子がランダムな動きをしているのか(加速したり、突然減速したり？)？ わかりやく教えていただけないでしょうか？ 軌道角運動量と軌道磁気モーメントの求め方 至急回答お願いしたいです！ 例えば波動関数φ=1/√3(|yz>+|zx>+|xy>)が与えられた時、軌道角運動量と軌道磁気モーメントはどのように計算しますか？途中式も含めて教えてください！ また、例えばφ=1/√2(|yz>+i|zx>)のように虚数が含まれた複素軌道の場合についても、軌道角運動量と軌道磁気モーメントの計算方法を教えて欲しいです！ 運動方程式の考え方 質量mの金属球に長さＬの糸の先端を接着剤でつける。糸の他端を点Oに固定して鉛直に垂らす。球に水平な初速度v(0)を与える。ここで直交座標を点Oを原点とし水平方向（右向き正）をx軸、y軸（上向きを正）のように取るとき、運動方程式は、（Sは糸の張力） mdv/dt=-mgsinψ（接線方向）…（１） mｖ^2=S-mgcosψ（向心成分）…（２） （１）（２）に速度を内積して,辺辺加え 初期条件ψ=0,v=v(0)を考慮して S=mg(v(0)^2/gL-2+3cosψ）…（３） が導けるが、 v(0)^2/gL＝5(ψ＝π）のとき、S=0,この時刻をt(0)とする。t(0)＜tの時、（３）を利用して S>0を示し円軌道を続ける。ここがすっきりしません。t(0)＜tの時、円軌道上にある保障はないのに、どんな本も（３）（「つまり（１）（２）の運動方程式が成り立つことを前提として」）より説明されています。つまり、ｔ(0)まで円軌道しているのでΔt(極めて短い時間）後も円軌道上にあるはずであるから（つまり、運動方程式瞬間では変われないから）（１）（２）が成り立つとしてよいから（３）が成り立つのでS>0と考えてよいのでしょうか。ご指導を宜しくお願いします。 混成軌道でのπ電子の動き、フェノールフタレインでのπ電子の運動範囲について 現在大学一年生の者です。 フェノールフタレインについて調べているのですが、フェノールフタレインは酸性、強塩基性のときはsp3軌道、塩基性のときはsp2軌道であると大学で習いました。 そこで質問なのですが、 なぜ、sp2混成軌道だとπ電子の運動範囲が大きいのでしょうか？ なぜ、sp3混成軌道だとπ電子が行き来できなくなるのでしょうか？ また、フェノールフタレインの酸性、塩基性、強塩基性でのπ電子の運動範囲はわかりますか？図が載ってるサイトを教えていただけると尚ありがたいです。 どちらか片方わかる方でも結構です。 回答よろしくお願いします。 量子化学 分子の軌道 分子の軌道の1ｓ軌道と2ｓ軌道、2ｐ軌道はどういった位置関係にあるんでしょうか？ 僕のイメージ的には、原子核を包み込むように1ｓ軌道（球型）があって、それをさらに包み込むように2ｓ軌道（球型）があって…、ってな感じです。 これでいくと、ｐ軌道がいまいちわかりません。 僕の中では『軌道』と言うのは電子雲なんですけど、それすら違うのでしょうか？ ”軌道＝電子雲”だと、波動関数の意味がわかりませんし・・・。 あと、波動の位相（+と-）とは、何者なんでしょうか？ 最後に、結合性軌道と反結合性軌道なんですけど、これらの位置関係もわかりません。 この２つも、原子核を中心に重なっているんでしょうか？ 量子化学の１歩目でかなりの勘違いをしている気がします。 質問が多いですがよろしくおねがいします。 シュレーディンガー方程式と電子軌道 シュレーディンガー方程式がどのように電子軌道（たとえば水素原子の１s軌道）を説明しうるのかが数式からでは分かりません。電子軌道の形状はどのように決まるのでしょうか？ 日本史の転換点？：赤穂浪士、池田屋事件、禁門の変に見る武士の忠義と正義 OKWAVE コラム 電子や光子の波動性と粒子性について こんにちは、王次郎です ”光の物理”（小林浩一 著,東京大学出版会）p.35には、光の粒子性と波動性に関して以下の様に紹介されています。 『光の行動は、観測されるまでは空間に広がった波動、つまり電磁波の立場で考えなければならないし、観測されてはじめて、光は粒子、つまり光子としての顔を見せることになる。（中略）光が原子や電子あるいは一般には物質と出会い、エネルギーを交換するときには、光は粒子のように行動し、それ以外のときには波動のように振る舞うといってよいだろう。』 量子力学では、例えば電子の波動関数は、電場や磁場などの物理的な存在ではなく、状態（可能性）として空間に広がって存在しているとされていたと思います。光の波動性が、電磁場としての物理的な存在であるのに対して、電子などの粒子の波動性は波動関数で計算される状態の波であるとすると、電子や粒子の波動性と光の波動性は別物なのでしょうか？ それから、光もシュレーディンガー方程式で波動関数が計算できるのでしょうか？ 電子軌道と波動関数 原子の中での電子の軌道がどのような形になっているか、電子の存在確率が高い領域の形を描き、その波動関数の振幅の正負も示せ という問題を解いています。 形は描けるのですが、 「波動関数の振幅の正負」がわかりません。 波動関数そのものについてもよくわかっていない状態です。 教えてください。 よろしくお願いいたします。 磁場中の電子の運動 xyzの3次元座標において、+z方向には磁束密度の大きさBの磁場がある。 時刻t=0に原点Oを質量m、電気量-e(<0)の電子が+x方向に速さv0で入射する。 (1)時刻tにおける電子の速度v=(vx,vy,vz)として、時刻tにおける電子の運動方程式を各成分に対して書け。 (2)(1)で得られた式をtで微分することにより、vxが従う微分方程式を導け。このことと初期条件から、vx、vy、vzをtの関数で表せ。 (3)時刻tにおける物体の位置をr=(x,y,z)とするとき、x、y、zをtの関数として表せ。このことから電子の軌跡の方程式を求めよ。 この問題なんですが、 m(dv/dt)=q(v×B)なので(1)は m(dvx/dt)=m(dvz/dt)=0 m(dvy/dt)=ev0B だと思ったのですが、それだと(2)にあいませんよね？ 運動方程式を書いて更にそれを微分して微分方程式にするというのはどういう意味なのでしょうか？ 水素原子の電子周回運動について 水素原子を周回する電子は、ニュートン力学では次第にエネルギーを 失い、原子核に落下します。 しかし、実際にはそうなりません。 量子力学では、周回軌道の周回距離が、ある波長の整数倍になることが 電子の安定起動です。 この条件では、電子に何らかのエネルギーがどこかから与えられているといえますか？ 何が半永久的円運動をさせているのでしょうか つるした５円玉を振り回す運動ｔって？ 題のとおりなんですが、つるした５円玉を振り回す運動は、物理では一般にどう呼んでいるんでしょうか？ ５円玉のほかに、室伏浩二選手のハンマー投げのときのハンマーの加速も同じものと思いますが、 ５円玉の手元が小さく円運動することで糸を伝って５円玉の円運動をどんどん加速していくんですが、（ハンマーの場合は小さく回転するのは体の中心ですが） 力のベクトル的にどう解釈するのか、名前があるならどういう名前の運動と呼ばれているのか知りたいのです。 詳しい方、助言のほどよろしくお願いします。 円運動で教えて頂きたいことがあります 加速度をaとし、質量mのおもりを長さrの糸に取り付けた場合で 等速円運動でない時（例えば単振り子や鉛直面内の円運動）に 運動方程式をたてる際にmaを(mv^2)/rと置き換えられているのを見たのですが 加速度aを(mv^2)/rやrω＾2に置き換えられるのは等速円運動の場合だけではないのですか？ 違うならなぜそうなるか理由を教えて貰えると嬉しいです 等速円運動 円運動に関する質問です。 物質がひもにつながれて回転している場合、物質がひもに引っ張られる張力と遠心力が作用・反作用の関係になっています。つまり慣性系で運動方程式を立てるために慣性力を考え、その反作用が向心力になっているとみることができます。一方惑星が引力で円運動しているような場合、慣性系で運動方程式を立てるのに、慣性力を考える必要はありません。この違いは何なのでしょうか？ 分子軌道法の役割？ 先日、量子力学の位置づけを質問した者です。 今回は、波動方程式と原子価結合法、分子軌道法の役割について、教えていただきたいと思います。 むずかしい話はついていけませんので、以下の解釈がおかしくないかだけ教えてください。 1.波動方程式は原子や分子内の電子の状態を説くもの。 2.原子価結合法や分子軌道法は波動方程式を解くための条件付け的な役割を担う。 専門家には力のぬける質問で申し訳ございません。 注目のQ&A 「You」や「I」が入った曲といえば？ Part2 結婚について考えていない大学生の彼氏について 関東の方に聞きたいです 大阪万博について 駅の清涼飲料水自販機 不倫の慰謝料の請求について 新型コロナウイルスがもたらした功績について教えて 旧姓を使う理由。 回復メディアの保存方法 好きな人を諦める方法 小諸市（長野県）在住でスキーやスノボをする方の用具 カテゴリ 学問・教育 自然科学 理科（小学校・中学校）化学物理学科学生物学地学天文学・宇宙科学環境学・生態学その他（自然科学） カテゴリ一覧を見る OKWAVE コラム 突然のトラブル？プリンター・メール・LINE編 携帯料金を賢く見直す！格安SIMと端末選びのポイントは？ 友達って必要？友情って何だろう 大震災時の現実とは？私たちができる備え 「結婚相談所は恥ずかしい」は時代遅れ！負け組の誤解と出会いの掴み方 あなたにピッタリな商品が見つかる！ OKWAVE セレクト コスメ化粧品 化粧水・クレンジングなど 健康食品・サプリ コンブチャなど バス用品 入浴剤・アミノ酸シャンプーなど スマホアプリ マッチングアプリなど ヘアケア 白髪染めヘアカラーなど インターネット回線 プロバイダ、光回線など
