ボーアの量子条件について質問なのですが、「本当は電子がエネルギー失って落ちちゃうけど、量子だと軌道が決まっているから落ちないよね」っていう考え方であっていますか、またその場合、万有引力などの外力で少しは軌道変わってしまいそうな気がします。それについてもご回答お願いします

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2026-06-13 05:45

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古典的には、原子核のまわりの電子はどんなエネルギー値も取りうるけれど、量子だから、決まったエネルギー値しかとりません。その関係を、軌道運動の考え方を取り入れて説明しているのが「ボーアの量子条件」です。

ただし関係式としては合っていても、物理的な説明は「こじつけ」と思っていいです。



ここから先は、高校物理の範囲を越えてしまうのですが。



「電子がエネルギー失って落ちる」ことについて。

古典電磁気学では、電子が原子核のまわりを軌道運動していると、電磁波を放射しながら徐々に原子核へと落ちていきます。この過程で、どんなエネルギー値も取りえます。



ただし量子電磁気学でも、電子は原子核の方へと落ちていきます。ボーアの式の、n のより小さな方へと、階段を降りるようにポンポンと不連続に落ちていきます。

必ずしも1段ずつ落ちるわけではなく、1度に2段分落ちることもあれば、3段分落ちることもあります。ただし n=0 にはならず、どこかで必ず止まります。

そうやって落ちる時に、単一の波長の電磁波(光子)を放射します。宇宙によく赤っぽい星雲があるのですが、これは水素原子の電子が n=2 から n=1 へと落ちる時に、赤い光 (波長 656.3 nm) を放射するからです。



既に他の方が説明しているように、重力で電子軌道が変わることはありません。

が、外からの電場や磁場で軌道が変わることがあります。シュタルク効果とか、ゼーマン効果とかいう名前がついてます。

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