励起子と原子の再結合の違いについて

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このQ&Aのポイント
  • 励起子は再結合して消滅するが、原子は再結合しない理由について説明します。
  • 励起子と原子の再結合には違いがあり、その理由を不確定性原理や励起子の性質から解釈します。
  • 励起子の再結合は特殊な状態のホールと電子が再結合して消滅するため、原子の再結合とは異なるメカニズムです。
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なぜ励起子は再結合するのに原子は再結合しないのですか？

励起子はホールと電子がそれぞれ、原子で言う陽子と電子のように振る舞い原子のような状態になったものと説明されますが、 励起子はホールと電子が再結合して消滅するのに対し、 原子は陽子と電子が再結合して消滅することがないのはなぜなのでしょうか？ 以前、陽子と電子がぶつからない理由を誰かに聞いたところ不確定性原理により電子が原子核に落っこちることがないからだ、と教えてもらいました。 その理屈でいくと励起子も落っこちることがないように思うのですが、どう解釈すれば良いのでしょうか？ あるいはホールの周りを回っている電子ではなく励起子の外から飛んできた電子と再結合するということなのでしょうか？ どなたか何卒よろしくお願い致します。

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • boson
  • ベストアンサー率59% (44/74)
回答No.2

水素原子はなぜ陽子が電子を捕獲して中性子になってしまわないのか？ という質問にお答えすればでよろしいでしょうか？ 単独の中性子は半減期約10分でベータ崩壊して 陽子と電子と反電子ニュートリノになります。 この反応では0.78[MeV]のエネルギーが放出されます。 逆に言うと、 水素原子の原子核（陽子）が電子を捕獲して中性子と電子ニュートリノ になる反応を起こしてやるは、 0.78[MeV]のエネルギーを外部から注入してやる必要があります。 つまり、水素原子の原子核が電子を捕獲して中性子と電子ニュートリノになる現象は自発的には起こりません。 下記ご参考まで。 http://www005.upp.so-net.ne.jp/yoshida_n/qa_a65.htm#q363 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%AD%E6%80%A7%E5%AD%90

その他の回答 (1)

回答No.1

＞励起子も落っこちることがないように思うのですが、どう解釈すれば良いのでしょうか？ キーワードはフェルミレベルです。 励起子は原子の周りでなくフェルミレベルにいます。 原子核の周りは価電子帯です。 価電子帯からフェルミレベルに励起するので励起子です。

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