金属中の原子核の振動数を増加させる方法

質問

こんにちは、
金属中の原子核は、温度によって振動数が増加するそうなのですが、
さらに振動させるには、火であぶったりして熱を加えるしか
ないのでしょうか？その他の方法でも振動するのでしょうか？
例えば、下記の○の位置に金属を置いて、左右から超強烈なマイナス、プラス
電荷を交互にかければ、金属中の原子核は振動するのでしょうか？
それとも、廻りの電子に束縛されてほとんど振動数は増えないのでしょうか？

状態１
マイナス　　　プラス
－｜　　　　　｜＋
－｜　　　　　｜＋
－｜　　○　　｜＋
－｜　　　　　｜＋
－｜　　　　　｜＋

状態２
プラス　　　　マイナス
＋｜　　　　　｜－
＋｜　　　　　｜－
＋｜　　○　　｜－
＋｜　　　　　｜－
＋｜　　　　　｜－

状態１、状態２を、交互に繰り返す

回答No.2

tetsumyi · ベストアンサー

温度による原子の振動数は電子レンジと同程度ですが非常に周波数が高くマイクロ波と呼ばれているようにミクロン単位です。
ですから両側に金属板で電気振動を与えることができるようなものではなくて電波となります。
ところが、金属の場合は自由電子で覆われているために、電波はこの表面を覆っている電子の雲（電子雲）によって反射されてしまいます。
http://www.hikari-kinzoku.co.jp/kitchen/microwave/microwave_01.htm

それで、電気的に直接金属を熱くするには電子調理器の様に金属内部に電流を流して発熱させると言う方法が取られています。

お礼

お返事ありがとうございます。

設問が悪かったので、再度仕切りなおして質問します。

補足

お返事ありがとうございます。

＞電波はこの表面を覆っている電子の雲（電子雲）によって反射されてしまいます。

ということは、レンジ方式では、原子核は振動しないのですね。
電磁波の波長を、原子核程度の大きさに短くして、エネルギー
を上げても、、、

＞それで、電気的に直接金属を熱くするには電子調理器の様に金属内部に電流を
＞流して発熱させると言う方法が取られています。

原子核と電子の質量って、かなり違いますよね。温度を上げても、ほとんど
電子のみが振動数を増して、原子核はほとんど振動数は変わらないのでは
無いでしょうか？

温度を上げたら、原子核も多少振動数が増すように思われます。しかし
その振動の仕方は、ばらばらで規則正しく振動してないはずです。
原子核を、規則正しく振動させる方法は無いでしょうか？
下記の方法で規則正しく振動させられないでしょうか？

下記の○の位置に金属を置いて、左右から超強烈なマイナス、プラス
電荷を交互に作用させる。

状態１
マイナス　　　プラス
－｜　　　　　｜＋
－｜　　　　　｜＋
－｜　　○　　｜＋
－｜　　　　　｜＋
－｜　　　　　｜＋

状態２
プラス　　　　マイナス
＋｜　　　　　｜－
＋｜　　　　　｜－
＋｜　　○　　｜－
＋｜　　　　　｜－
＋｜　　　　　｜－

状態１、状態２を、交互に繰り返す

回答No.3

chirubou

No.1 です。

すいません、間違っていました。

- 電子レンジは水のような極性分子を温めることができる（Wikipediaより）
- 半導体のような金属は、渦電流で加熱するものでした（参考 URL）。これは自由電子を磁場で動かして原子にぶつけて振動させる方法ですね。

＃そういえば半導体の精錬では確かにマグネトロンではなかったです。ね。

プラズマ状態ならば電界で動かせますが、電子があると電気的に中正なので、力は生じないと思います。

参考URL：

http://www.spc.co.jp/heating/tec_001.htm

お礼

お返事ありがとうございます。

設問が悪かったので、再度仕切りなおして質問します。

回答No.1

chirubou

あまり自身はないのですが。

電場（あるいは磁場）で分子（原子）をゆさぶって温度を上昇させるという原理は、電子レンジでおなじみですよね？ただ家庭用の電子レンジは水分子をターゲットにしていますが、周波数を変えれば金属でも温めることができたハズです。

たしか半導体を精製するひとつの方式として、この電子レンジ方式があった（今も実際に使われているかどうかまでは分かりません）と思います。

逆に最近では磁場を掛けることで温度をさげる機械もあるようです。これだと魚などでも中から凍らせることができるので外気による冷凍よりも鮮度が落ちないそうです。

補足

お返事ありがとうございます。

＞周波数を変えれば金属でも温めることができたハズです。

そうなんですか？レンジは水しか温められないと頭から信じていました。

更に、詳しいご回答を希望します。