高校物理 原子物理 エネルギー準位とは

質問

教えて頂きたいことがあります。

原子物理で「エネルギー準位」という表現があるのですが、「エネルギー」ではなく「エネルギー準位」と呼ぶのはどういうことからなのでしょうか。名称の由来が知りたいです。
また、このエネルギー準位は場所を意味する言葉としても使っているようなのですが、よくわかりません。

宜しくお願い致します。

回答No.1

nananotanu · ベストアンサー

原子核の周りを回る電子は勝手な場所を回れるのではなく、ある決まった軌道に沿ってだけ回れます(高校の範囲では:大学の量子力学を学ぶとちょっと説明が変わる)。
例えば、K殻、L殼、、、、や、1s電子、2s電子。。。。など聞いたことありませんか？あれはその軌道や軌道を回る電子などを表しています。

で、電子が原子核から受ける引力は、原子核に近いほど強くなります。地球(地面、と考えてもいいでしょう)から近いほど、受ける重力が強いのと同じイメージでいいかと。

で、回る軌道、すなわち、回る原子核からの距離が決まっていて、その距離における引っ張られる力が決まっているのなら、その電子が持つ『位置エネルギー』も決まって来ます。そのエネルギーのこと、或いは、そのエネルギーを持つ位置のことを指して、エネルギー準位、と言います。

即ち、(エネルギーと言った一般名詞でなく)個々のエネルギー・位置を表す　固有名詞　のようなものです。

お礼

nananotanu　さん

ご回答頂きありがとうございます。
お礼の返事が遅れてしまい、誠に申し訳ございません。

回答No.2

atm_phantom

質量 m、速度 v の物体の持つ運動エネルギーは mv² / 2。
質量 m、重力加速度 g、基準高さから h の高さにある物体の持つ位置エネルギーの増加分は mgh。

これらはみな連続的に変化できます。

ところが、原子のもつ電子の持ちうるエネルギーは飛び飛びの離散的な特定の値しか摂ることができません。なぜそうなるかは大学教程の解析学と量子力学という分野の学習が必要です。このように飛び飛びの離散的な特定の値しか摂ることができない時の各々のエネルギー値を「エネルギー準位」と呼んでいます。連続な値を摂れる現象に「エネルギー準位」という用語は使用されません。

お礼

atm_phantom　さん

ご回答頂きありがとうございます。
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