原子

20世紀に至るまで、粒子と波動は別物と考えられていた。しかし、ミクロな世界では、すべての物質は粒子としての特性と波動としての特性をあわせもつ。すなわち、光は運動量とエネルギーを持つ「粒子」であり、電子は波長と振動数をもつ「波」である。 ...

かつて、原子は物質の最小単位と考えられていました。”原子”は英語でアトム(atom)、語源はギリシャ語のアトモスで”分割できないもの”という意味です。しかし、これまでに見てきたように、原子は原子核と電子から成り、原子核は陽子と中性子から成...

前回学んだアルファ崩壊やベータ崩壊のように、原子核が変化する反応を核反応といいます。化学反応は原子の種類が変化しませんが、核反応では全く別の原子ができるところに難しさがあります。核反応が起こるときには、莫大なエネルギーが発生します。それを...

どうも、やまとです。1897年の電子の発見から、1900年前半では多くの研究者の功績によって原子の様子がだんだんとわかってきました。そして原子核の中には不安定なものがあり、放射線を出して別の原子核に変わっていく現象が観測されました。ここで...

どうも、やまとです。半導体は、電気の通しやすさが”導体と不導体の中間”という意味です。”中間”というのがよくわからないと思いますが、半導体は現代の電子技術に欠かせない存在の電気素子です。最近の教科書では電気回路の最後の方に掲載されています...

原子のようすをよく表したラザフォードの原子模型には、大きな問題点がありました。原子核の周りを回転する電子は電磁波を放出し、エネルギーを失ってしまうのです。その結果、電子の軌道半径が小さくなり不安定な状態になってしまいます。デンマークのニー...

どうも、やまとです。陰極線の実験から負の電気量を持つ電子が発見され、比電荷の測定などから、すべての元素の原子は電子を持つと考えられました。では原子はどのような構造をしているのでしょうか。 原子は電気的に中性なので、負電荷の電...

どうも、やまとです。光やX線は波動性を持つと同時に、光電効果やコンプトン効果のような粒子性を示し、光子やX線光子として振る舞うことがわかりました。では逆に、粒子として振る舞っていたものに波動性があるのではないかと考えるのは自然な流れです。...

どうも、やまとです。これまで学んだように、光を含めた電磁波は、電場と磁場が互いに垂直に振動を繰り返す波動です。しかし、歴史的には光を粒子として考える派閥もあり、物理界の大権威であったニュートンが筆頭でした。そして後に光を波動として考えると...