〇始めに
このノートのルールを示します。
1 各タイトルの前に、大段落には〇を、小段落ごとには➢をつけます。
2 〇用語の定義、〇ツッコミの順番で書いてます。
3 〇用語の定義では、〈言葉の説明〉→〈式〉→〈記号〉の順番で書いてます。
〇用語の定義
➢ボーアモデル
〈説明〉ラザフォードの原子模型のもつ物理学的矛盾を解消するために考案された原子模型。
➢ラザフォードの原子模型
〈説明〉小さな中心核(すなわち原子核)に原子量の大部分と電荷が集中しているとした原子模型。
➢ラザフォードの原子模型が持つ物理学的矛盾
〈説明1〉加速度運動する電荷粒子は電磁波を放射するので、原子核の周りを円運動する荷電粒子は、加速度運動に伴う電磁波を放射しエネルギーを失う。よって回転半径が減少しながら荷電粒子は原子核に近づき、原子は消滅するはずである。しかし実際にはそんなことはない。
〈説明2〉向心力=クーロン力が成り立つ円運動と考えると、その方程式を満たす速度と軌道半径の組み合わせは無限にある。つまり大きな水素原子、小さな水素原子があっても良いが、実際には存在しない。
➢ボーアの量子条件
〈説明〉 電子の原子核回りの核運動量は量子化される。
〈式1〉 角運動量と2πの積(運動量と円周の積)は、プランク定数の整数倍しかとらない。
〈補足〉 電子はドブロイ波を持つ。軌道半径の円周は、この電子のドブロイ波の整数倍でなくてはならない。なぜなら、この条件を満たさないと波の干渉によって波は消えるから。つまり軌道半径の円周は量子化される。
〈式2〉 式ではないが、量子条件の整数倍を示すn(量子数)こそ、上記の補足を表してるといえる。
➢ボーアの振動数条件
〈説明〉 1個の電子が量子数nの定常状態から量子数n'の定常状態に移るとき、そのエネルギー準位の差のエネルギーを、1個の光子として吸収または放出する。
〈式〉 波長の逆数は、(リュードベリ定数)と(前の量子数の二乗分の1と、後の量子数の二乗分の1の差)の積と等しい。
➢ド・ブロイの物質波
〈説明〉 光子を含む、運動する物質一般に付随する波動現象。
〈式〉 物質の波長と運動量の積は、プランク定数に等しい。
➢ボーア半径
〈説明〉 量子化された電子の軌道半径
〈式〉 向心力=クーロン力の式をrについて求め、速度に量子条件を代入すると求められる。
➢エネルギー準位
〈説明〉 量子化された電子の電位と運動エネルギーの合計
〈式〉 運動エネルギー+電位の式において、運動エネルギーにクーロン力を代入しまとめ、半径にボーア半径を代入してまとめて求める。
➢光エネルギー
〈説明〉 光子一つ当たりのエネルギー。
〈式〉 光子一つ当たりのエネルギーは、プランク定数と振動数の積で定義される。
〈記号〉 E
〇ツッコミ
ツッコミと言うか、あの人の動画見るより、CSSChannelのハイレベル高校物理を見た方が万倍いいと思う。
一つ言えるのは、光エネルギーは➢光子一つ当たりのエネルギーを言っていることをちゃんと説明してほしい。光の強さは、光エネルギーに光子の数を勘案したものらしいが、言葉が似てるだけにちゃんと説明してほしい。