水素原子の電子周回運動について

質問

水素原子を周回する電子は、ニュートン力学では次第にエネルギーを
失い、原子核に落下します。
しかし、実際にはそうなりません。
量子力学では、周回軌道の周回距離が、ある波長の整数倍になることが
電子の安定起動です。
この条件では、電子に何らかのエネルギーがどこかから与えられているといえますか？
何が半永久的円運動をさせているのでしょうか

回答No.5

ORUKA1951

＞水素原子を周回する電子は、ニュートン力学では次第にエネルギーを
失い、原子核に落下します。
　これ、違います。強いて言えばマックスウェルの方程式。
　電荷が加速度運動(円運動は加速度運動)すると、電磁波という形でエネルギーを放出する。その分、電子は運動エネルギーを失うので　エネルギー保存則

＞量子力学では、周回軌道の周回距離が、ある波長の整数倍になることが
電子の安定起動です。
　これは間違って理解している。
　さすがにここで正確に説明するのは無理なので、無機化学の教科書を最初から、というか最初の１０数ページをしっかり読んでください。
　まあ、s関数の
　　λ^(-1) ＝ R(1/(2^2) - 1/n^2 )
　p関数,d関数などはとりあえず無視
　くらいは導けるように

＞電子に何らかのエネルギーがどこかから与えられているといえますか？
　ではなくて、存在(粒子としての存在)と不存在(エネルギーだけの状態)を行き来していると考えればよいかと。

＞何が半永久的円運動をさせているのでしょうか
　なんてしてません。

お礼

マクスウェルの方程式は習わなかったので　divなどの演算等、
わかりません。
ボーアのモデルは化学、と物理の最初のころに出てきたので
当時は凄いなと思っていました。
本屋さんに、ニュートン特集のニュートン誌があったので
買ってきました。これはとても面白い本です。

補足

質問の文でかな漢字誤変換がありました。
×　起動
○　軌道
OKWAVEさんが直してくれないので補足しました。
OKWAVEさんの業務怠慢を謹んでお悔やみ申し上げます。
WAVE担当者は氏ね。

回答No.4

yokkun831

古典的な解釈をすれば、電子は慣性運動しているわけです。

同じ軌道を動き続けるのにエネルギーは一定であればよい。

動いている＝エネルギーを与えられている
と考えてはいけません。惑星の運動も同じですね？

お礼

惑星が太陽を中心に公転する軌道の半径は、離散的距離であることは、
原子を回る電子軌道の半径が、離散的距離を持つことと
類似性があるのは知っているのですが、どうしてそのような
ミクロな世界とマクロな世界に相似的関係があるのか
ずっと知りたいと思っていました。

回答No.3

noname#160321

>ニュートン力学
すみません、ニュートン力学に電磁気学は含まれません。
おっしゃりたいことは分かりますが、それは、
「ニュートン力学とマクスウェルの電磁気学をそのまま融合させると」
という意味です。
アインシュタインにもできませんでした。
古典的量子力学を入れると一見、解決して見えますが、まだ足りないのです。

お礼

ん～。なるほど。
意味深ですねｗ
水素の電子軌道について教養学部でボーアのモデルを
習っただけでした。
水素が生まれ、存在し、消滅する。
どの過程も私は良くわかってないのがわかりました。

回答No.2

Tacosan

て～か, 量子力学的にはそもそも「円運動している」って解釈はしないんじゃなかったっけ.

お礼

ああ、わかります。
電子雲のように確率的分布でしか電子の位置は示せないというような話でした。
プルトニウムの電子軌道の絡み合いは凄そうです。

回答No.1

_takuan_

古典論では、「加速度運動」をする電子は、電磁波を放出してエネルギーを失うということになっておりますが、実際に原子核の周りにある電子は電磁波を放出しません(基底状態の場合)。なので、エネルギーは失われず、永久的に運動できるのです。

お礼

明智君。
実は、真空のエネルギーが水素分子にエネルギーを与えているのだよ
などと、妄想してみましたｗ