Q357★素粒子である電子はどのような軌道に配置するかでエネルギーがちがってくるとききましたが軌道とか関係なく素粒子である電子は全て速さ、大きさ、形、運動量など全て同じなんですか? 率直にお答えすると、同じではありません。 電子は様々なエネルギーの状態を取ることが出来ます。電子には、例えば金属中で自由に動きまわるものもあれば、原子に強く束縛されているものもあります。 電子は電荷を持っているので、静電力も働きます。原子中の電子は、原子核からの静電引力を受けるとともに、周りの電子からの静電反発も受けます。 原子中の電子の軌道やエネルギーについては大学で学ぶと思いますが、電子がとりうるエネルギーは連続ではなく、離散的(飛び飛び)になっていて、低いエネルギーから順番に電子が占有していきます。 電子の性質を理解するには、量子力学を学ぶ必要があります。量子の世界では、質量やエネルギーははっきりした意味をもっていますが、例えば、ある時間での粒子の位置はきちんと定めることが出来ません。これは、量子の世界では粒子の波動性(波としての性質)が無視できなくなるからです。量子力学では、粒子の存在確率しかいえず、粒子の位置と運動量を同時に定めることが出来ません(これを不確定性原理といいます)。X線回折実験などによって、物質の構造を調べることが出来ますが、その時に分かるのは電子の存在確率の分布でしかありません。 ですので、電子は、速さ、大きさ、形、運動量、すべて定まっていません。 素粒子については、物理の分野でも多くの研究がされています。 物理の専門家の先生にお聞きすれば、違う視点で教えてもらえるかもしれません。 (MM) 2017/08/31 |