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分子の回転運動についてですが…

物理化学の教科書に、直線形分子の回転運動の自由度が2で、非直線形分子では3であると記述されていました。なぜそうなるのかが図でみても今ひとつ分かりません。。教えて下さいm(_ _)m あと、直線形分子で核を結ぶ軸のまわりの回転運動を除外するのはなぜなんでしょうか?

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2原子分子の場合、気体の比熱を測定すれば、回転の自由度は2であることが分かります。つまり、軸周りの回転は、存在しないわけです。古典力学に従えれば、どんなに細い棒であっても、回転の自由度は3です。しかし、実際には、回転の自由度は2であり、これは、そうであるとしか言えないことなのです。

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noname#4486
noname#4486

そのあたりのことは、講談社の「愚問からのアプローチ」(高橋さん)、ショウ華房の「大学演習」(久保先生)あたりに詳しいんですがね。 直感的に考えると、直線形分子で核を結ぶ軸のまわりの回転運動って、ないも同然でしょ?完全に軸上対回転対称な物体の回転が、外部の物体に影響を及ぼしますか? そう考えると、直線分子形の運動は2次元座標系で完全に表現できますよね?非直線であれば、三次元ないと運動が記述できませんでしょ?自由度(degree of freedom)って、そういうもんですよ。 まず直感ありき、而して数式に至る。

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