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量子力学A(毎週更新)

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このノートについて

Euro step

Euro step

火曜、木曜日に更新です。
岩波 量子力学

コメント

ほとけまる

質問です。ノートの「V_0の値が光の強さによらない⇒光は波である?」というのは、V_0の値が光の強さによらないと、光は確実に波であるとは言えなくなる、ということだと思うのですが、それははなぜですか?

ほとけまる

質問です。グラフからはどんな光の強度でも電流には上限があるということも重要だと思うのですが、その電流の最大値は光の強度や電流・電圧などを用いてどのように記述されますか?

ほとけまる

「量子力学」とか「光量子説」などのように、この学問では「量子」という言葉が使われますが、これは「エネルギーや電荷などのある物理『量』を持った粒『子』若しくは粒子集団」を略した、という解釈で合ってますか?

Euro step
著者

質問1対して
波のエネルギーというのは振幅の二乗です。ですからV_0の値も(光が波であれば)変わってくるはず…。だけど実験ではそうはなっていませんでした。このことから光=波説に疑問が抱かれるようになりました。

質問2に対して
記述のされかたは分かりません。ですが、確かに上限はあると思います。金属板中の自由電子が無くなれば電流も流れなくなると思います。あくまで自分の考えですが。
技術系の研究者にこのような実験をしてる人もいるとは思いますが、量子的な振る舞いを調べる実験ではないと思いました。

質問3に対して
量子はある物理量の最小単位であり、波と粒子の性質を持っています。粒子ではありません。量子の粒子的な側面が出たのが今回の実験です。量子が本質です。想像を超えていますね(´・_・`)

問2,3に関しては自分の考えが多く含まれています。決して鵜呑みにしないように( ´ ▽ ` )ノ
最後に、どこかの本でみたフレーズですが、『量子力学は習うより慣れろ』だそうです。
またわからないことがあれば聞いてください(^_^)
答えられる範囲で答えますので!

ほとけまる

ありがとうございます。今後の更新を楽しみにしています。頑張ってください。

AverageMan

7ページ目について質問です。
光のスペクトルのグラフで光の粒子性と波動性によって一致するグラフが違うように書かれていますが、単に振動数の違いによるものではないでしょうか?

Euro step
著者

『粒子性と波動性によって一致するグラフが違うように書かれている』がよく分かりません( ; ; )

ν≪1で「もし光が波とした時のグラフ」と実験結果のグラフが重なっている(ν≫1も然り)ところの事を言っているのですか?

AverageMan

そうです。(わかりづらい表現ですみませんでした)
私はPlanckの公式は振動数が小さい領域で成り立つRayleigh-Jeansの熱放射式と振動数が大きい領域で成り立つWienの経験則を繋ぐ公式だと理解していたので...

Euro step
著者

なるほど…
今回の講義では前期量子論の紹介で終わったので深いところまでは掘り下げてません。
赤い線、青い線はそれぞれ『光が波だったら…』『光が粒だったら…』の仮想のグラフです。重なっているのは単に書き方の問題かなと思います( ; ; )
下にはν≫1,ν≪1の場合のプランクの放射公式があります。それぞれ上のグラフの赤い線、青い線に矢印が引っ張られています。ですがその式とグラフはあんまり関係がないです。ν≫1,ν≪1の周辺ではそのグラフに近いものになる的な意味で矢印を引っ張ってて、自分が分かりやすいようにしているものです…(−_−;)

AverageMan

分かりました!
丁寧なご解答ありがとうございました😊

ほとけまる

質問です。p.10の原子と電子の関係はkはクーロン力の比例定数1/4πεで良いですか?実際に電子消滅までの時間を計算してみたかったので…。

Euro step
著者

大丈夫です!1/4πεで問題無いです( ´ ▽ ` )ノ

ほとけまる

ありがとうございます。しかし、不思議ですね。高等学校の化学の教科書では、ボーアモデルと称してあの土星型の模型が描いてあり、あたかも原子核の周りを電子が安定して周回しているように説明されていたので、初学者としては常識が破られた感じです。

Euro step
著者

ボーアモデルは、ラザフォードの説明に加えていくつかの仮定を取り入れたものになっています。軌道上にある電子は光を出さないとかですね。これをなんでと問われると、曖昧さや説明のし辛さがあって、高校生も先生にも負担がかかると思いますね( ´ ▽ ` )ノ
電子は観測されていない時に波動性が現れるなら、果たしてその電子は回っているといえるのかって思ったりします。理解はし難いですが、授業がすごく楽しいですね(^o^)

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