![]()
第2部目次
![]()
前ページ
![]()
第3部目次
|
2-7: 第2部のまとめ |
第2部で学んだことを
まとめておきましょう.
|
(1) |
放射能の発見と,
放射性元素の崩壊
の発見により,
原子は永久に
不変ではなく,
内部構造を持ち,
変化しうる物であること
がわかりました.
|
(2) |
原子は
中心に重い 原子核
があり,
その周りを軽い
電子 がとりまいている
という構造を
持っています.
|
(3) |
原子核の大きさは
極めて小さく,
約 10-14 m
またはそれ以下です.
|
(4) |
原子核も内部構造を持ち,
変化しうる物であり,
その構成要素の1つが
陽子です.
|
「ラザフォードの原子模型の問題点」
太陽系においては,
太陽の周りを
惑星が回転運動を
しています.
同様に,
ラザフォードの
有核原子模型においては,
原子核の周りを
電子が回転運動を
していると
考えられます.
太陽と惑星を
結び付けているのは
万有引力です.一方,
原子核 と 電子 を
結び付けているのは
クーロン力です.
このとき,
原子核が電子を
引っぱる クーロン力 と
電子の回転運動による
遠心力
とがつりあって安定な原子を
作っていると,
素朴に考えたくなりますが,
この考えには
重大な 「困難」 が
あります.
1個の電子が
1個の陽子の周りを
回転運動していると
考えられる
水素原子 の場合を
例に取って説明しましょう.
|
(A) 遠心力 と
クーロン力 の
つりあいは
と書かれます.
左辺が遠心力,
右辺がクーロン力の
大きさです.
r は電子の回転の半径
(水素原子の半径,)
v は電子の速さ,
m は電子の質量です.
この式を書き直すと
となります.
したがって,
このつりあいの式
だけ見ると,
水素原子の半径は
電子の速さの2乗に
反比例し,
速さが変われば
半径が変化します.
つまり,
原子は任意の大きさを
もつことができます.
ところが実際の
水素原子の大きさは
常に一定です.
|
(B)
電磁気学によれば
加速度をもって
運動する荷電粒子は
電磁波を放射し,
エネルギーを失います.
電子が
エネルギーを失えば,
速さ v が小さくなり,
上のつりあいの式が
成り立たなくなって
電子はらせんを
描きながら
原子核に
落ち込んで行き,
原子はつぶれてしまいます.
ところが実際の水素原子は
とても安定で,
つぶれることはありません.
上記のラザフォード模型の問題点,
特に原子の安定性に
関する問題点は,
ラザフォード自身よく気が付いて
いましたが,
これは後で何らかの方法で
解決されるべき問題として,
とりあえず後回しに
することにしました.
以上のような
「困難」
を解決しなければ
ミクロの世界 の
本当の姿は
見えてきません.
|
トップ
|
|
第2部目次へ戻る
前ページへ戻る
第3部目次へ進む
|