外殻の周回電子より内殻の周回電子が速い理由

質問

冥王星や海王星よりも水星や金星の方が公転速度が速い事を考えると、外殻の周回電子よりも内殻の周回電子の方が速そうですよね。

内殻の周回電子の方が原子核の陽子と距離が近いので、発生する電界がより強く、ローレンツ力がより強く作用するからですか。

地球の万有引力が働いていても、質量を持つ電子が周回し続けられるのは、陽子と電子の間の電位差と日光その他の電磁波によって生じるローレンツ力（フレミングの左手の法則）が原因ですか。

回答No.1

QCD2001 · ベストアンサー

＞電界がより強く、ローレンツ力がより強く作用する

ローレンツ力は、磁界中を電荷が運動するときに電荷に対して働く力です。
電界が強くても弱くても関係ありません。

＞日光その他の電磁波によって生じるローレンツ力（フレミングの左手の法則

ローレンツ力は、磁界中を電荷が運動するときに電荷に対して働く力です。
フレミングの左手の法則は、左手の人差し指の方向に磁界があって、中指の方向に電流が流れると、電線には親指方向の力が働く、という法則でした。
この時の人差し指は「磁界の方向」であって、電磁波の「入射方向」ではありません。

電磁波の磁界は波として変化しています。可視光線の場合、光の波長にもよりますが、1秒の500兆分の１程度の時間で磁界の方向が、あちらを向いたりこちらを向いたりと、逆転します。従って、人差し指の方向が逆向きになるわけですから、親指の方向も逆向きになります。つまり、磁界から受ける力は500兆分の１秒ごとに、あっちを向いたりこっちを向いたりするわけです。その結果、受ける力の平均はゼロになります。ですから、ローレンツ力により加速はされません。

ただ単に、速さが遅い電子は原子核に飲み込まれてしまい、十分な速さの電子だけが生き残っているというだけです。

お礼

ありがとうございます。可視光線では周波数が高すぎて、酔歩のような電子の動きは起こらなそうですね。物質（原子）がお互いに放出吸収している電磁波の大半は、遠赤外線や短波や中波や長波のような低周波なのかもですね。ご指摘に感謝致します。