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PDF 素粒子物理学と宇宙論 - Seikyou

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Academic year: 2024

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シュレディンガー方程式の不確定性原理。サイズに関しては、これは「平均」サイズ (通常のサイズ) に関するものです。原子は原子核と電子から構成されます ( )。

原子核はいくつかの陽子 ( ) と中性子 ( ) の組み合わせであり、陽子と中性子を合わせて元素と呼びます。

気体分子の運動理論 → 統計力学 (マクスウェル) PV = nRT 電子の存在、その状態、および化学反応、たとえば電気分解の関係はエレクトロン ボルト (eV) です。 )。

原子番号 Z の (中性) 原子は Z 個の電子を持っています。

原子核

原子の構造 (原子核の発見)

距離 r だけ離れた電荷 Q1 と Q2 の間に働くクーロン力。ラザフォードの実験により、原子の中心がプラスの電荷を持ち、その周りに電子がある構造(=原子核)が明らかになりました。原子。

電子のエネルギー状態が変化すると、過剰なエネルギーが光として放出されます。原子太陽系模型(長岡模型、土星模型)(長岡半太郎)。

電子は速度 v で等速円運動をします (半径 r は求心力です) 電荷が周期的に移動すると電磁波が発生します。(マクスウェルの電磁気学) その結果、エネルギーが失われ、最終的に電子は原子核に衝突します! ただし水素を除く原子に電子がたくさんあると、電子間の電気力によって...

軌道の不安定性 (電子はたとえ小さくても、すべて単位電荷を持ちます)。これは従来の力学+電磁気学(=古典物理学)では説明できません。

ミクロの世界の物理法則=量子力学

電子は波の性質を持つ

定常波

運動量 p を持つ電子はドブロイ波長より小さいものを見ることができません。より小さなものを見る→より高いエネルギーが必要となり、より高いエネルギーの粒子と衝突します。

Δx: 位置の不確実性、Δp: 運動量の不確実性は、これを開始点として使用して構築できます。電子は陽子の周囲に存在します...Δx ~ 0.5 Å 付近にあります。

電子の軌道半径が小さくなったと仮定します - Δx → 小さい (不確実性から) - Δp → 大きい (力学から) - 軌道半径 → 大きい - 最初にフィードバックします。

光は粒子 (光子) である

星はその周りに均一に光を放ちます。光の流れの速度は一定であるため、受け取る光の量は半径の二乗に反比例します(遠くなるほど暗くなります)。人間の感覚としては、1/30秒ごとに神経が有効に使われています(映画、テレビ、ビデオの原理からすると、光を任意の数に分割できる波と考えると矛盾します) 。

量子論(プランク、アインシュタイン、ボーア、ド・ブロイ)から量子力学(ハイゼンベルク、シュレディンガー方程式=波動関数の発展を表す方程式ψは粒子の存在確率を与える)へ。

全エネルギー = 運動エネルギー + 位置エネルギー 3 次元空間では、∇2 がラプラシアンであり、シュレディンガー方程式を解くことで、原子内の電子の状態を求めることができます。

電子は最低エネルギー状態から満たされます。2 つ以上のフェルミ粒子が電子と同じ状態になることはありません。

アップとダウンのさまざまな状態を取ることができます。スピンは粒子の固有の角量であり、hbar の単位で測定されます。

トンネル効果

原子核からのα粒子の放出

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