2020.02.23 [読書] 光る原子、波うつ電子

数式を使わずに、量子力学を習うための入門書。
元々、戦前の物理学者・伏見康治さんが、子供への教養向けに書いた作品。
とはいえ、僕が読んでも学ぶところはそれなりにある。以下、自分の理解を助けた点をまとめる。


  • 授業に使えるかもしれない
    • P194 古典力学モデルでは、電子は光を出しながら原子核に向かって落ち込む
    • P206 s軌道とか、p軌道とか
  •  分子の振動
    • 分子は回ったり、振動したりする。回転が遅くなったり、振動が小さくなる時に、光を放出する。
    • この波長が、固有の値を持つ。それぞれの分子ごとに、固有の放出線・吸収線がある(よく放つものは、よく吸う)
    • 原子・分子にはそれぞれ、特定のエネルギー状態があり、それが飛び飛びに規定されている。(固有振動数)
  • 確率的解釈
    • 電子波の干渉実験
      • 振幅が大きいところを、粒子を発見する確率が高い場所、と解釈する
  • 光子
    • 非常に遠くの星が、何故見えるのか? => 光子が届いているから(光の粒子性)
  • 単純な知識として
    • 平均自由行路
      • 空気中の分子が、ぶつからずに航行できる長さ
      • 平均して、10万分の1センチメートルくらい
    • 分子の衝突
      • エネルギーは等価に配分される
      • 例えば、窒素分子(n2)の平均速度は、酸素分子(o2)よりも早い。i.e. 重い分子ほど遅い
    • 火をつける、ということ
      • 分子にエネルギーを与える = 速度が上がる = 分子の互いにのめり込む(反発しない) = 分子反応が起こる
    • 分子間力
      • 液体から分子を離すエネルギー = 気化熱でおおよそ説明できる

 

光る原子、波うつ電子

  • kotsuking
  • 関東の某国立大学、准教授。他に、JST・さきがけ研究員、理研・客員研究員、気象予報士。京都大学大学院で博士(工学)を取得。
    スーパーコンピューターを駆使して天気予報の改善に取り組むデータ同化研究者。座右の書は「7つの習慣」。

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