原子の不思議

質問

考えてみたら原子はなぜ安定に存在しているのか不思議です．むかし高校で電子は動いているのか，とまっているのか，ということもわからないということを教わりました．ではなぜ安定しているのかもはっきりしていないのでしょうか？
何かいい参考文献やらHPもあわせて紹介していただけたら幸いです．

回答No.3

satoumasaru · ベストアンサー

こんにちは、はじめまして。

原子はなぜ安定しているか？　ですか。なかなか難しいご質問ですね。私の知っている範囲でお答えさせて頂きます。

「電子は動いているのか，とまっているのか，わからない」と書かれていますね。たしかにそうなんです。原子の構造はよく原子核のまわりを電子が回っているというイメージで書かれていますが、実際には電子というのは速度と位置が同時には測定できません。正確には電子にかぎらず、素粒子というのは一般的にそうなのです。ただ、観測できないということと、あるかないか分からないと言うことは別の話ですし、電子が不安定ということはありません。

では素粒子とはどのようなものでしょうか。普通素粒子とは、よく知られているのは陽子、中性子、電子、中間子、光子、ニュートリノぐらいでしょうか。しかし実際には素粒子というのはもっとたくさんあります。共鳴状態をどうみるかによって判断はわかれますが、数十、さらに百をこえます。

でも身の回りにはそんなにないですよね。それは当たり前で、殆どの素粒子はきわめて短い時間の間に崩壊してしまうのです。ですから今残っている素粒子は、寿命が大変長いから残っているのです。

同じことが原子にもいえます。宇宙のビッグバン以降に宇宙で最初に作られたのは水素、ヘリウムです。じゃあ残りの原子はそれは星のなかでつくられました。そして鉄をこえる原子番号の原子は超新星の爆発の際につくられたのです。その際には、＃２様のおっしゃるとおり放射性物質も大量につくっています。ですが大多数の放射能物質は寿命が大変短いため、短時間の間に鉛等の別の原子になってしまいます。

＞ではなぜ安定しているのかもはっきりしていないのでしょうか？

この質問に対しては、逆説的に言えば安定しているものしか残らないのです。さらに現在有力と言われる大統一理論では、陽子でさえ遠い将来には崩壊するとされています。

お礼

回答ありがとうございます．

回答No.2

buuchan1

原子の安定と言ってもどういう意味で安定と言っておられるかによって回答は変わるかと思います。
原子はさらに分解できる物だという立場に立って、分解されない原子を安定だと言うならば、安定していない原子も存在します。放射性原子です。
放射性原子は自然に安定した別の原子へ変わろうとします。そして、別の原子へ変わる際に放射線を放出します。
原子力発電は放射性物質であるウランやプルトニウムを使用した発電ですし、化石等の年代測定には放射性炭素の放射線量を測定する方法が存在します。
このように、むしろ原子の不安定性を利用する技術も存在します。
では、本題に戻り、なぜほとんどの原子は安定しているのか？私が思うに地球上に放射性元素が少ないこと、宇宙線がほとんど届かないことが原因のような気がします。これらが多くなれば、必然的に不安定な原子が増えてきます。

お礼

ありがとうございます．

補足

有限な大きさで，とでもいいましょうか．そんな感じで安定ということです．

回答No.1

sqw-99

私は、原子とは、とてつもない巨大なエネルギーで生成された為に安定していると考えています。

太陽では原子は融合しています。
とてつもない熱エネルギー、若しくは重力下で生成されるなら、破壊には同等なエネルギーを必要とする。

原子１個のエネルギーは、
Ｅ＝ＭＣ＾２

電子は移動中はスピンしているようです。
電線中の電子流の周囲に磁力線が右回転でスピン発生しているので、
右回転で動くようです。

光には波長があります。
波長レベルで振動しながら高速で飛翔しています。
光子は粒子です。
その為、電磁波と、粒子の両方の特性を持つのは当たり前になります。

原子の集合体の鉄の塊は、「うねうね」動きませんから、
原子は「うねうね」動かないのではないでしょうか？

ジャンル的には、原子物理学になります。こう言う理論や、相対論は、「古典力学」と言います。
現在では量子力学のようです。

お礼

回答ありがとうございます．