量子力学①(古典物理学の限界)【物理(大学)】
 19世紀後半には、ラグランジュ/ハミルトンの形式で整えられた古典力学(=高校で学ぶ力学)が完成し、我々の世界の基本法則はほぼ理解されたと思われるようになった。

しかし、19世紀末になると、技術の発展により原子レベルのミクロな(=0.0000000001mの大きさを扱う)世界が物理学の実験的対象となってきた。ミクロな世界には古典力学で説明ができない現象が多くあり、そこから「量子力学」という学問が誕生した。

 「古典力学で説明できない現象」とはどのような現象だろうか。身近(?)な例として原子の構造を考える。ラザフォード(1911年)はα線の散乱実験をもとに、「原子の中心に正に帯電した原子核があり、その周りを電子がとりまいている」という原子の模型を提案した。(この模型は今でも高校物理・化学の教科書に載っている。)

 しかし、この模型は、加速運動をする電子が電磁波を放射してエネルギーを失うため原子が安定にできない、という問題を抱えていた。古典力学の計算によると、電子は0.00000000001秒のうちに、原子核に吸収されてしまう。この問題は1913年にボーアが解決した。そのアイデアとは・・・【続】 
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by dyjobyate | 2009-01-28 21:55 | 物理(大学)
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