原子中で電子は動かない？

質問

物理教育のある論文で、
"There is no movement of the electron in the atom
in the case of stationary state."
とあるのですが、これは
「原子自体が静止状態なら電子も止まっている」
という意味でしょうか？他にも
"The electron is not moving on trajectories in
the atom."
とあるのですが、やはり電子は原子中を動かないのでしょうか？
Δx=0になるし不確定性原理にも反しませんか？

私は、電子はおおよそ殻上を光速で動き回っている
と考えていたのですが・・・

よろしくお願いします。

回答No.3

KENZOU · ベストアンサー

＞やはり電子は原子中を動かないのでしょうか？
そんな筈がありませんよね！止まっていたら軌道角運動量というものがなくなるし、なによりご指摘通り量子力学の根本原理である不確定性原理が吹き飛んでしまいますね。。。

＞電子はおおよそ殻上を光速で動き回っている
ディラックの相対論的量子力学により電子のスピンが自然に導出されますが、これはまさに電子の運動は特殊相対論が効いてくるような運動であることを意味していると思います。

ご質問の英文がどのような文脈の中で書かれたのかよく分かりませんが、原子スペクトルという話題の中での話でしたらmikeluckyさんが書かれているように
stationary state→静止状態でなく基底状態
trajectories in the atom→原子の電子軌道（s,p,d,f・・・軌道）
と考えて、要約すると基底状態では電子の軌道間遷移はない、という意味だと思います。

回答No.4

hagiwara_m

気づくことのアドバイスのみですが、、

"stationary state" は、決まった物理用語で、「定常状態」です。

はじめの文の electron、atom、case に定冠詞"the"がついていることから、これらの語が、以前の文章で説明された特定の状況下のものであることが分かります。そこを先ず見て下さい。

私の推察では、
「（古典力学の範囲で考えると）原子が定常状態にあるということは、電子が運動して電磁エネルギー放出し核に落ち込んでしまうという予想に反する．」
というような説明の一環ではないかと思うのですが、、、

回答No.2

rei00

> 私は、電子はおおよそ殻上を光速で動き回っている
> と考えていたのですが・・・

　太陽の回りを惑星が回っている様に，核の回りにある電子軌道上を電子が回っている様に思ってられるのでしょうか？

　そうであれば違います。電子は粒子であると同時に波でもあり，核の回りに雲の様に広がって静止していると考えればイメージしやすいかもしれません。

　下記サイトの「(1) ミクロの世界 - その１ - (原子の世界の謎)」と「(3) ミクロの世界 - その２ - (量子力学入門)」を御覧になって見て下さい。

　・http://www2.kutl.kyushu-u.ac.jp/seminar/I-seminar.html
　　インターネット・セミナー

　簡単な説明ならこちらにもあります。

　・http://www.geocities.com/yoshihitoshigihara/elec1.htm
　　電子軌道

参考URL：

http://www2.kutl.kyushu-u.ac.jp/seminar/I-seminar.html, http://www.geocities.com/yoshihitoshigihara/elec1.htm

お礼

ありがとうございます。
参考URL、本当に参考になりました。

回答No.1

mikelucky

基底状態の軌道から動かない(別の軌道に移らない)
という意味ではないでしょうか