原子核を「回る」電子は電磁波を出すか

素朴に疑問を感じるところが議論されていたので まとめてみました。 まだ続くようなら加えたいとおもいます。
物理 シンクロトロン放射 電子 電磁波
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前野[いろもの物理学者]昌弘 @irobutsu
ボーア模型については、多くの教科書で「量子条件を満たす軌道では電磁波が発生しない」と「そういう決まりだから文句言うな」的に書いてある事があるんだけど、「量子条件を満たす軌道の中で一番低いところに行ったら、もう電磁波出すエネルギーが出てこない」という理屈込みで教えた方がいいと思う。
刺草@美的日本 @balsamicoseZ
@irobutsu 励起状態でも、その状態でいる限りは電磁波を出さないんですよね? そのことは重要ではないのですか?
前野[いろもの物理学者]昌弘 @irobutsu
励起状態なら、下に落ちれば電磁波出すじゃないですか。本質的なのは「落ちる先があるかどうか」だと思いますよ。RT @balsamicose :@irobutsu 励起状態でも、その状態でいる限りは電磁波を出さないんですよね? そのことは重要ではないのですか?
前野[いろもの物理学者]昌弘 @irobutsu
あと教科書ではボーア模型から間髪を入れずド・ブロイ波の話になるので(それはしょうがない事だけど)、「ボーアは電子が原子の周りで波になっていると言った」と誤解しちゃう人も結構いる。しかし、ボーアは「波だ」と思わずにあの条件が出てきたところこそがすごい。
刺草@美的日本 @balsamicoseZ
@irobutsu 古典論だと「電子が公転している→コイルの原理で磁場を作っている→エネルギーを放出している筈」となりそうだが、そうはならないと言ってるのがボーアの仮定だと習ったような気がしますが、間違いですか。
前野[いろもの物理学者]昌弘 @irobutsu
ボーア本人の論文を詳細に読んだことはないのですが、「特定の条件を満たす状態のみが存在できる」ということが肝要で、どの状態なら電磁波が出るとか出ないとかはそこから導けることなので、さらに仮定として持ち込む必要はないと思います。少なくとも教育的には。 @balsamicose
前野[いろもの物理学者]昌弘 @irobutsu
歴史的にボーア本人がどういう主張をしていたにしろ、現代の教科書に「励起状態では電磁波は出ない」という主張を書く意味はあんまりないわけです。実際励起状態から落ちると電磁波が出る、と教科書のすぐ後で書かれているわけだし。@irobutsu @balsamicose
刺草@美的日本 @balsamicoseZ
@irobutsu 古典論で考えたとき、原子核の周りを電子が公転しているだけでエネルギーを使っちゃうと言われましたが、これは間違いですか?
前野[いろもの物理学者]昌弘 @irobutsu
「古典論では電子が円運動するだけで電磁波が出る」ってのは本当ですよ。 RT @balsamicose :@irobutsu 古典論で考えたとき、原子核の周りを電子が公転しているだけでエネルギーを使っちゃうと言われましたが、これは間違いですか?
前野[いろもの物理学者]昌弘 @irobutsu
ボーア模型では電磁波が出ないわけですが、それは「出ないという条件を置いたから出ない」んではなく、「電子の取れる状態が制限されているので、他の状態に移れない時は電磁波も出せない」という理屈があるわけです。そっちが重要。@irobutsu @balsamicose
刺草@美的日本 @balsamicoseZ
それは http://t.co/QXAcVu8O の「概要」の3番ということですか? それとも1番と3番ですか? RT @irobutsu ボーア模型では電磁波が出ないわけですが、それは「出ないという条件を置いたから出ない」んではなく、「電子の取れる状態が制限されているの…
前野[いろもの物理学者]昌弘 @irobutsu
というわけで1913のボーアの論文見→ http://t.co/eOo5CxJK 見てみると、確かにボーア条件を満たす軌道を「stationaly state」と呼んではいる。しかし話の流れの要はやはり、「プランクの真似して状態に制限を加えてみよう」という仮定。
前野[いろもの物理学者]昌弘 @irobutsu
「電子の取れる状態が制限される」というのが http://t.co/chqlnmn0 の概要の1番め前半ですね。1番目後半の「 電子は電磁場を放出することなく」は、定常状態を決めるための前提で、「電磁波出ない」と決めているのではないでしょう。@balsamicose
刺草@美的日本 @balsamicoseZ
@irobutsu 1番目前半は2番目のと被っているような気がしているので、1番目の主旨は後半にあると思ったのですが…。
前野[いろもの物理学者]昌弘 @irobutsu
つまり「電磁波の発生を無視するという条件のもとで運動方程式を解いて、そこにプランクの真似した量子条件を加えると電子の軌道が決まる」「軌道と軌道の遷移の時には電磁波が出る」というのがボーアの主張の流れだと思います。 @irobutsu @balsamicose
みほちゃん(56) @Mihoko_Nojiri
円形加速器でもシンクロトロン放射で"@irobutsu: 「古典論では電子が円運動するだけで電磁波が出る」ってのは本当ですよ。 RT @balsamicose
刺草@美的日本 @balsamicoseZ
@irobutsu つまり「電磁波の発生=半径の縮小」であり、半径は量子条件により縮小できないから電磁波は発生しない、という理屈ということですか?
前野[いろもの物理学者]昌弘 @irobutsu
やっぱり、元の論文みた感じでも「ボーアは量子条件を満たしていると電磁波が出ないと主張した」というのはミスリーディングだと思うなぁ。@irobutsu @balsamicose
刺草@美的日本 @balsamicoseZ
@irobutsu 先のWikipediaもそうですし、高校の物理の教科書は大抵そう(ミスリードしたものを)書いていますよね。
前野[いろもの物理学者]昌弘 @irobutsu
Wikipediaはまだいいほうだと思いますが、困った感じの本は時々ありますね。 RT @balsamicose@irobutsu 先のWikipediaもそうですし、高校の物理の教科書は大抵そう(ミスリードしたものを)書いていますよね。
刺草@美的日本 @balsamicoseZ
@irobutsu 英語力が無いので確かめられないのが残念です(疑っている訳ではないですが目の前にあるものを能力が無いばかりに確かめられないのが残念です)が、先生の仰られる仮定の方が、教科書のよりシンプルな気がします。
dekinboy @dekinboy
あのう、原子核の周りを回る電子からは電磁波は出ないのでしょうか? “@Mihoko_Nojiri: 円形加速器でもシンクロトロン放射で”@irobutsu: 「古典論では電子が円運動するだけで電磁波が出る」ってのは本当ですよ。 RT @balsamicose
刺草@美的日本 @balsamicoseZ
@dekinboy @Mihoko_Nojiri @irobutsu 同じ軌道を回っている限り出ない。だと思います。
dekinboy @dekinboy
@balsamicose @Mihoko_Nojiri @irobutsu でも、シンクロトロンも同じ軌道では? なんか昔々、量子力学黎明期のパラドックスとして習ったような気がするのですが思い出せません。あっ、同じ軌道とは、量子力学的にエネルギー準位が同じということかな?
刺草@美的日本 @balsamicoseZ
@dekinboy @Mihoko_Nojiri @irobutsu 量子論で解かれた軌道には円軌道なんて無いですから、という答えはどうでしょうか?
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