場の量子論を制覇しよう!

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量子力学の冒険(その4)

 現在2021年5月12日21時59分である。(この投稿は、ほぼ881文字)

若菜「『量子力学の冒険』の本文が、進んでいませんが、この本を読むと、何が分かるか、という話なので、お父さんに、もう少し、話してもらいましょう」

私「心の問題は、物理学が、全部分かった後で、取り組むことにして、まず、電子の軌道(オービタル)の話を、もう少ししよう」

麻友「ひとつ質問だけど、あの、気球みたいなのが、あっち向いたりこっち向いたりする絵、つまり、

f:id:PASTORALE:20210510192920j:plain

これの、下の絵は、どう見ればいいの?」

私「水素は、周りを回っている電子が、1個だから、sオービタルと書いてある、丸い軌道を、動いている」

若菜「動いてるって、同時に球のすべての場所にいるのですか?」

私「そうではない。例えば、1秒ごとに、その電子の場所を、計測すると、そのたびごとに、位置は変わるが、この球の形のどこかに、見つかることが、もの凄く多いということなんだ」

結弦「じゃあ、pオービタルでは、リボンみたいな形の、どこかに、いるということ?」

私「その通り」

麻友「この、リボンや、蝶々みたいな軌道は、原子のどこにあるの?」

私「原子核の周りだよ。陽子と中性子から成る、原子核は、半径が、{10^{-15} \mathrm{m}=1~\mathrm{fm}} (いちフェムトメートル)くらいなんだ。前、『躍るアトム』で分子や原子の半径は、1オングストローム{=10^{-10}\mathrm{m}} くらいだと言ったから、原子の半径の100,000分の1(10万分の1)なんだ。原子核って小さいだろう」

若菜「そうすると、原子って、スカスカなんですか」

私「そう」


結弦「話は、面白いんだけどさあ、もう22時36分で、寝る時間だよ」

私「私も、限界だ。今日は、ここまで。解散」


麻友「余り無理しないでね。おやすみ」

私「おやすみ」

 現在2021年5月12日22時40分である。おしまい。