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水素原子の分極率

電子分極について、水素原子の分極率を教えて下さい。 ただし、モデルとして、水素原子とは、大きさの無視できる原子核(+e)のまわりの半径aの球内に全体で-eの負電荷が一様に分布しているものとする。 外部より、電界Eが印加されたとき、この水素原子に生じる双極子モーメントPを求めたとき、分極率はP/Eで定義される。

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  • guiter
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方針を書いてみます。 まず、原子核が原点に 半径 a の負電荷の球の中心が (0,0,z) にあるとします。 (電界Eは -z 方向に印加されたということですね。) ただし、z<a です。 ここで、z という値がどのように決まるかというと 1.負電荷球が電界Eから受ける力 2.負電荷球と原子核の間に働くクーロン力 の二つの力の大きさが等しいという条件からです。 1番目のほうは eE です。 2番目のほうは原子核が負電荷球の中にあるので、 Gaussの法則を用いて計算すると、zに比例することがわかります。 これらを等しいとおいた式と、双極子モーメントの式 P = ez から 分極率 P/E が出てきます。 レポート等でなければ回答を書いても良いのですが。

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質問者からのお礼

とてもていねいな回答をありがとうございました。 よく理解できました。

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