量子論について。

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原子模型。電子は定常状態から別の定常状態へ移行( 遷移 )する時に光が放射されてエネルギー順位の低い軌道に変わる事の図解です。エネルギーはプランク定数と振動数の積になります。
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ヘリウムの原子。電子が雲状に描かれています。

量子論は現在科学の2大理論の一つで、ミクロ ( 極微 ) の世界を解明しています。パソコンや携帯電話にあるLSI・レーザー光線・超伝導・ナノテクノロジー等にも応用されています。

1. ミクロの物質 ( 素粒子 ) は、0.00000001mm以下のサイズで粒子と波の両方の性質を持っているのが大きな特徴です。

2. 素粒子は一個の形で有るのでは無く、確率的に拡がりを持って複数の場所に同時に存在しています。観測して人間が見ることにより位置や形が確定します。見られていない時は波に成っているが観察する瞬間に粒子になる。

3. 量子論の最初の発端は、マックス・プランクの黒体放射に関するエネルギー量子仮説です。光のエネルギーは整数倍の''とびとび''に変化する事を見い出す。アインシュタインは更に光はエネルギーを持つ粒子の集まりで光電効果の現象を証明しました。

4. 原子は中心に原子核という粒が有り、その周囲を電子が回っている。ニールス・ボーアが原子模型を見い出しました。電子も''とびとび''の軌道上を回る。ド・ブロイは電子の軌道が''とびとび''になるのは波で有る為と言い、全ての物質は''波''であると提唱しました。

5. 波である物質の動きを予測する方程式を作ったのが、シュレディンガーです。この方程式で物質波の伝わり方を計算できます。そしてボルンは存在確率として物質波を説明しました。物質は確率で表される波で、観測して見た瞬間に縮んで1ヶ所で発見される事になります。

6. 物質の位置と速度を同時に測定出来ないと言う、不確定性原理をハイゼンベルクが提唱しました。素粒子にとどまらず、全ての事象は曖昧で相反する2つの物が合わさって成り立っている。

7. 極微のプランク定数以下では、''ゆらぎ''が有り物質も何も無い空間から、粒子と反粒子が生成しては消滅する事が知られています。このブログへ最初に投稿した原稿( 私の自然観 )に少し書いて有ります。

8. 素粒子の二重スリットによる干渉実験とトンネル効果については、以前にこのブログで紹介しています。

相対性理論はアインシュタインによりほぼ一人で作り上げられました。量子論は大勢の物理学者によって作られており、日本人も発展に寄与しています。

量子論や宇宙論からは、'' 無 ''からの宇宙創生・多世界解釈・ブレーンワールド理論・インフレーション理論・超ひも理論・等々の沢山の事が新しく提唱されて来ました。極微の世界を扱う量子論と宇宙を記述する相対性理論とを融合させた量子重力理論は、この世の現象を統一的な法則で説明しようとしています。しかし、両者を合わせると矛盾が生じてまだ完成に至っていません。

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この記事へのコメント

2014年10月25日 19:07
頭の鈍い私にはこういう分野のお話はすんなりとは入らないのですが、ただ、科学者たちはいろいろな研究をずっとし続けていて、20世紀は神の存在を否定する方向に向かったのが科学だったけれど、21世紀は神の存在を証明するのが科学となるのでしょう。
2014年10月25日 22:51
araraさん こんにちは。

科学者は色々な分野に分かれて研究活動を続けています。20世紀は科学技術も含めて大きな発展を遂げたと思います。21世紀は地球環境・人口問題・地政学的な新しい脅威等々の問題に立ち向かって行く必要ありますね。その解決方法に、愛と慈悲を旗印にしている宗教が重要な役割を担うと思います。
2014年10月27日 12:11
こんにちは

量子論はいつ聞いても興味深いですね
科学の発展の目覚ましさや
そのバラエティーに富んだ研究など
サイエンスカフェで楽しんでいますよ
現代科学を否定できる新たな研究成果
コロンブスの卵は
どこにでもありながら
そこまでのプロセスが実に楽しい
2014年10月27日 20:56
無門さん こんにちは。

サイエンスカフェで月1回に色々な講義を受けられている様で楽しみですね。仰るように科学の発展は先駆者から順番に積み重ねられた結果だと思います。その変化と新たな発見が面白いです。特に量子論は人間の常識を超えた不思議な現象を扱っています。
TGIF
2014年11月06日 12:45
すごいむずかしいお話ですがとても魅かれますね。合理的なのに神秘感を感じるからでしょうか。それにしても華さんは頭が良いですねー。ほんの少し分けて頂きたいです
2014年11月06日 18:29
TGIFさん こんにちは。

量子論は普通の常識では理解できないので神秘的に感じると思います。自然現象を有りのままに観測して得られた答えです。但し、この理論も将来書き換えられると予想しています。

私は素人の入門程度の知識しか持っていません。書いている内容は専門家から見れば初心者で、笑われるかも知れません。量子論には更に微細な専門的な分野が沢山有り、数式を使った高度な計算も必要です。

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