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原子レベルで「物に触る」を見たとき
私たちが手で物をつかむとき、物体に指を押し付けて「触り」ますが、このとき物体と指とがくっついて(結合して)しまわないのは、指と物体との間に反発力が働いているためだと思います。 この力は、古典力学的には垂直抗力として考えられるのかもしれませんが、もっとミクロに(量子力学的に?)見たとき、指先の皮膚のたんぱく質分子と物体の分子の間にはどのような力が働いているのか疑問に思い、調べてみたところ似たような疑問を持っている方がいました。(https://oshiete.goo.ne.jp/qa/8908485.html) この質問のベストアンサーを拝見して、 >>さて、手でテーブルを押さえると、手とテーブルの分子同士の表面がぶつかります(ファンデルワールス接触)。 >>実際には、電子雲同士の電気的反発が生じます。 ここまでは理解できましたが、これ以降の >>さらに手でテーブルを強く押していくと、互いの原子はより密にされるため、電子雲は圧縮されるようになります。 >>が、電子は不確定性原理により、ある一定以上の範囲で原子核から広がりをもって存在しなくてはいけないので、圧縮しようとすればするほど、反発しもとの大きさに戻ろうとします。 この不確定性原理を用いた説明の部分があまり理解できず、以下のように解釈しました。 「不確定性原理によると、ミクロの粒子の位置の不確定性(Δx)と運動量の不確定性(Δp)の積はある一定以上になる。 指で物体を強く抑えようとすると触れている部分の原子(電子?)同士がクーロン力によって圧縮され、それにより原子(電子?)の位置が確定される(Δxが小さくなる)ようになる。すると不確定性原理に従って運動量が大きくなり(Δpがおおきくなり)、そのエネルギー(運動エネルギー?)によってさらに反発力が大きくなる。」 この考え方であっているのでしょうか。 また、結論としては、クーロン力による反発と不確定性原理に基づく反発の二つの原因であるとしてよろしいのでしょうか。 確認のような質問ですみませんが、ご回答のほど宜しくお願い致します。
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- 五十嵐 正(@oh-Tokyo)
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