- ベストアンサー
電気双極子モーメント0について
- みんなの回答 (4)
- 専門家の回答
質問者が選んだベストアンサー
- ベストアンサー
ある意味鋭いところをついているといえるご質問ですよ。 そう、確かに原子核(+)の周りを電子(-)が回っているとすれば、位置的には+と-が別の位置にあるのだから双極子モーメントがあってもよいですよね。 でそうなると電子が回っているということは+と-の位置が頻繁に変化するわけで電磁波を放出します。 そうすると電子はエネルギーをどんどん失い最後には原子核に落ち込んでしまうという矛盾が生じます。 現実の原子はそうはなりませんので。 昔まだ原子の中の構造がよくわからなかった時代にはそれが不明でした。 そこに登場したのが量子力学です。まず電子が取りうるエネルギー準位は飛び飛びであるから最低準位以下になることはない、つまり原子核には落ちていかないというのが一つ。 電子の位置と運動量は同時にはわからず、存在確率としてしか認識できないというこの理論に従うと、要するに原子核の周りに満遍なくその確率分布が存在していればトータルでは電気双極子は0になる。つまりたとえばHe原子を考えると2個の電子が+を取り巻く球形に分布しているとみなすことが出来ますので、この場合は外から見ると分極はなく、双極子モーメントはありません。 もちろん分子によっては初めから持っているものもあります。 「電子は固有振動の定常波として存在する」というのは、上記確率をあらわすのが、数学的に波の形で表記するからです。(確率の波などといいます) 「イメージとしては電子の軌道の一周分の長さがちょうど電子固有の波長と一致している状態になります。」 このような状態の時には、たとえばギターの弦の振動と同じように、ギターの弦の長さに一致した定在波になります。とりあえず定在波についてはギターの弦の振動などの基本的な並みの場合についてかかれたものを読まれるとイメージできます。 それを上記のように電子について拡張して考えればよいでしょう。
その他の回答 (3)
- chukanshi
- ベストアンサー率43% (186/425)
#2の者です。mickjey2さんの深い読みに感服いたしました。なるほど。電気双極子が0でないと、確かに電磁波を放出して電子が原子核に落ち込んでいってしまいますね。 そこで、「定在波」の問題で解決しようと言う、歴史的な流れになりますね。 EPSONさんの2つの質問はそういう風につながっていたのですね。 感心しました。 mickjey2さんは直線の弦で例をお出しになっておられますが、原子の場合は、円形に張られた弦ですね。 すみません。補足です。
- chukanshi
- ベストアンサー率43% (186/425)
ミクロに原子レベルの微小なところまで考えれば、0になることはないかもしれませんが、マクロな(日常的な)スケールになれば、原子は原子核と電子で電荷を打ち消しあっていて中性なので、電気双極子が0ということもあります。様は、観察するスケールの問題です。 あと、「定常波」ですが、これは一般にその理論を提唱したド・ブロイにちなんで、「ド・ブロイ波」と呼ばれています。ド・ブロイ波で調べてみてください。 様は、原子核の周りには電子軌道が存在して、その電子軌道の円周のちょうど整数倍になる波、つまり1周してきれに波が閉じる波長の電子が安定的であるということです。電子の波長λは量子力学の波動と粒子の2重性をあらわすλ=h/p(hはプランク定数、pは運動量)のことです。
お礼
有難う御座います^^ 先生が電気双極子モーメントは0ですっておっしゃるから なんか変な感じがしたもので質問させていただきました。 有難うございました!!!
- foobar
- ベストアンサー率44% (1423/3185)
電気双極子モーメント たとえば - ++ - のように対称な構造だと、左右でモーメントが打ち消しあって0になるかと。
お礼
ありがとう御座いますfoobarさん!! 対称な構造ですね。
補足
返信遅れましてすいませんでした。 ご回答ありがとうございまし^^
関連するQ&A
- 電気双極子モーメント
大学一年のものですが、電磁気の授業でP=(電荷の大きさ)×(電荷間の距離)と習ったんですが、このように定義することでどのような利点があるのですか?? 電気双極子を『同じ大きさの正電荷と負電荷とが極めて短い距離を隔てて配置しているとき、両者をひっくるめて一つの系とする』というのは理解できたのですが、電気双極子と電気双極子モーメントのつながりがよく分かりません!あいまいな質問なんですが、よろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 物理学
- 双極子モーメントの定義がよく分かりません
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E6%B0%97%E5%8F%8C%E6%A5%B5%E5%AD%90 ここのページに書かれてあるように、双極子モーメントは2つ電荷の電荷量と電荷同士の距離のかけ算で決まります。 つまり2つの電荷の距離が遠ければ遠いほど、大きな双極子モーメントをもつことになるわけですが、これっておかしくないですか? コンデンサだと電極間の距離は小さく電荷同士の距離が小さいほどより大きなエネルギーを蓄えることができるわけですが、 一般的に考えても、2つの電荷間の距離は小さい方が大きな双極子モーメントというよりも大きな電気力線密度をもつように思うのですが、 この式で良いのでしょうか? 例えば、真空中で電子1個と陽子1個を、水素原子を形成するほどの小さな距離に配置させた場合よりも、 それらの静電気相互作用をほとんど受けない50mほど離れた位置に配置させた方が大きな双極子モーメントをもつというのが感覚的に全く理解が出来ないのですが・・・ どなたかよろしくお願いいたします。
- ベストアンサー
- 物理学
- 電気双極子モーメントの問題について。
「一様な電場Eの中に帯電していない半径Rの導体球をおいたとき、球のまわりに生じる電場は、Eと球の中心の位置におかれた電気双極子モーメントp = 4πεR^3Eによる電場との重ね合わせに等しいことを示せ。」 という問題があるのですが、この問題の意味というか、図のイメージがそもそも沸きません…。というか帯電していない導体球なのに、なぜ中心に電荷(電気双極子モーメント)があることになっているのでしょうか? また、電気双極子の p = 4πεR^3E…(1) という表現がわかりません。電気双極子は電荷と電荷の長さがlのとき p = ql と書くのだと思いますが、(1)の書き方は何を表しているのでしょうか? よろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 物理学
- 双極子モーメントの計算について
双極子モーメントはP=qLであらわされる。qは電荷(C)、Lは距離(m)であるから、Pの単位はCmである。塩化水素の原子間距離が2オングストローム(10のマイナス10乗m)である。塩化水素の双極子モーメントを求めよ。 この問題がいまいちわかりません。かなり急いでます。助けてください。
- 締切済み
- 化学
- 電気磁気学の電気双極子モーメントについての質問です。
電気磁気学の電気双極子モーメントについての質問です。 問題は 「z軸方向を向いた電気双極子がある。電界のz軸方向成分が0となる角度を求めよ。」 で、解答は 「±54.7°と±125°」 となっています。 他の値(電荷や双極子の距離)や図は与えられていません。 解る方がみえましたら、回答お願いいたします。
- ベストアンサー
- 物理学
- 電気双極子モーメントが電場から受ける力の計算
電気双極子モーメントが電場から受ける力は N = pEsinθ ですが、この過程では電気双極子モーメントを持つ分子自体がが作り出す電場の影響は無視していますよね(分子内に正電荷と負電荷があるので新たな電場が生まれるということです)? なぜ電気双極子モーメントを持つ分子自体がが作り出す電場の影響は無視していいのでしょうか?教えてください。
- ベストアンサー
- 物理学
- 双極子モーメントの求め方について
薬学1回生です。有機化学の教科書で、双極子モーメントというものがあるのですが、求め方がよくわかりません。教科書にはμ=q×r(q:電荷、r:両電荷間の距離)と書いてあります。 いったいどこを見て電荷や両電荷間の距離がわかるのですか?表などがあるのでしょうか? お分かりの方がいらっしゃいましたら、詳しく教えていただけるととてもありがたいです。
- ベストアンサー
- 化学
- 双極子モーメントについて
双極子モーメント(デバイ)って(電荷)*(結合距離)で与えられますよね?それって何故ですか? +と-の相互に与える力は距離の2乗に反比例するのでいまいち納得がいかないのですが・・・
- 締切済み
- 化学
- 双極子モーメントの求め方について…
質問失礼します。 授業で双極子モーメントの求め方についての問題が出たのですが 解く指針がわかりません。 問題は 「xy面内で電荷が以下の様に並んでできる双極子モーメントの大きさと方向を計算せよ。4eが(0,0)で-2eが(162pm,0)そして-2eはx軸と三十度角度をなす線上の、原点から143pmはなれたところにある」 というものなのですが そもそもこれが原子においてどのような状態を示すものか そして単純に計算もどうすればいいかわかりません。 とても乱雑な質問で申し訳ないのですが 回答をいただけたら幸いです。
- ベストアンサー
- 化学
お礼
mickjey2さん本当ありがとうございます。 量子力学で解決出来ることがおかげでよくわかりました。まさか存在確立として捉えるとは・・・ 僕にでもわかりやすく説明してくれて本当うれしかったです。 ありがとうございました!!!!!!!!!!!!!!!