2017-09

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≪ 教訓 ALL 返信: 誰が電子を見たか ≫

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誰が電子を見たか

「誰が電子を見たか」、そんなタイトルの記事をどこかで読んだ記憶があります。 
久しぶりにそんな事を思い出して、量子力学の授業では電子の軌道(例えば水素原子)の絵とかを見せられた覚えがあるが、あれは実験に基づくものなのかそれとも単なる計算結果なのかと気になってしまいました。それで躍起になって、ネットで水素原子の電子軌道を測定したという記事を探したんですが、なかなか見つかりません。 と思っていたら英語版のwikiには写真(?)がありました。 散乱実験から求めた電子密度を描いたらしいです(日本語のwikiには見つけることができなかった)。

そんな事を大学時代の友人に話すと面白い情報を教えてくれました。
早速ネットで検索して記事を見つました。英語の記事しか見つかりませんでしたこれです→http://www.users.csbsju.edu/~frioux/momentum.pdf

訳すのはちょっと大変なので、結果だけを説明します(最初の一ページしか真剣に読んでません)。

要約すると、最近になって水素原子中の電子の運動量波動関数が実験で測定されたということです。運動量波動関数とは、電子の運動量分布を与える波動関数ですが、簡単にいうと位置の波動関数のフーリエ変換です。記事中の図1に量子力学の予言と、実験値の比較があります。 当然ながらピッタリと一致しています。 しかし当然と言わずに

「おお!」

と唸りたいところです。 いえ是非唸ってください、この素晴らしい成果に。 
これで水素原子の運動量波動関数も実験で確認されたということなので、位置と運動量、双方の波動関数に対する関係が実験的に確立されたと言って良いでしょう(どちらも確立なので波動関数の絶対値しか測定していませんが)。 そしてこんな事もつい最近まで実験で確認されてなかったということは逆に驚きでもあります。 大学の授業では全てが確定した事実かのように教えられたのか、はたまた私が勝手にそう思い込んでいたのか分かりませんが、こんなところにもまだまだ新たな発見があるのだと学びました。 

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