金属に電圧を印加すれば原子核は変形するのでしょうか？

質問

こんにちは、

金属の場合、結合している力は、数100MeV以下のはずなので、それに該当する電圧を印加させれば、少しだけ原子核は変形するのでしょうか？
それとも、電子が流れるだけで、電子核は格子振動が増し変形はしないのでしょうか？

回答No.11

ahoahoaho3

No.10の者です。

>この原子核と電子は、引力（クーロン力）による潮汐力で原子核は
>間違いなく変形するでしょう。

色々と条件がつきますが、変形する可能性はあると思います。
(a)クーロン力は非常に弱いので電子一個程度の電荷では変化は
　　測定不可能(10^6倍エネルギーが違います)

(b)電子がS軌道にいる限り、電子は軌道球面全体に存在するので潮汐力
　は作らない。P軌道の特にPx,Py,Pzのいづれかの軌道に入っている電子
　ならば、可能性はあるかも知れません。普通はPx,Py,Pzどの状態も許さ
　れるので、量子的に混合した状態(Px,Py,Pzすべてに存在する状態)にな
　ります。この場合は結局空間的に等方なので潮汐力はできません。

(c)通常の原子核は多数の電子を従えており、特定の方向に電子が偏在する
　状態は考えづらいです。ここは専門ではないので、他の方に伺った方が
　よいかもしれません。

（１）「電磁力」すなわちクーロン力であることがわかります。
了解です。

２）次に、原子核が電磁力（引力）を受けたとわかったので、「近くにある反対電荷のクーロン力による引力によるものか」「電圧を受けた場合の引力によるものか」を考えたのですが、その違いはわからないのでは無いでしょうか？（電磁力は1種類しか無いので）

すみません。理解しかねます。力の分類上、電磁力は一種類ですが、
力の原因は区別するべきだと思います。電圧を印加しなくても受けて
いる力と電圧を印加したことによって生じる力は区別できます。
No.10にも書きましたが、電圧を印加しても一様な電場を作るだけで
潮汐力のような効果は得られないのではないでしょうか？
おそらく、ここが最大のポイントだと思います。

お礼

屁理屈に近いことを申しましてすいません。

＞電場(電圧の勾配)が変化するかを考えるべきだと思います。電場は変わりますか？

問題は、ここにあります。自分で、よーく考えてみます。

補足

お世話になっております。
＞電圧を印加しても一様な電場を作るだけで
＞潮汐力のような効果は得られないのではないでしょうか？
＞おそらく、ここが最大のポイントだと思います。
最大のポイントであることは、前からご説明頂いておりますので、
了解しております。ン～辛いです。

＞力の原因は区別するべきだと思います。電圧を印加しなくても受けて
＞いる力と電圧を印加したことによって生じる力は区別できます。

すいません。書き方を変更します。下記の場合、区別はつくでしょうか？
金属中の話は、複雑なので一旦置いておきます。
真空中に、裸の原子核がある場合です。
真空中の裸の原子核に、
（１）「近くにある反対電荷のクーロン力が作用した場合」
（２）「クルックス管の中で、負の電圧を受けた場合」
の力が作用した場合、どちらの力によるものか？区別はつくでしょうか？
（原子核自身は、廻りが見えないとします。エレベータの中で、重力と加速度の
違いを区別する思考実験と同様です。）

私は、この引力の原因は、どちらによるものか区別がつかないと思います。

次に金属の場合ですが、金属中では、「近くにある反対電荷のクーロン力が作用した場合」はありえません。静電遮蔽によって、金属の中まで、クーロン力が及ばないためです。

しかし、真空中の裸の原子核に、電磁力による上記２つの引力の違いがつかなければ、
金属中でも、「電圧による引力」＝「反対電荷のクーロン力による引力」となり、
「反対電荷のクーロン力による引力」→「潮汐力により変形する」ことにはならないでしょうか？

＞電圧を印加しても一様な電場を作るだけで
電子の場合はそうかもしれませんが、原子核の場合は電子のように移動しませんし、向きも反対です。そうとも限らないのでは無いでしょうか？

、、、もっと調べて考えてみます。