2021年09月29日

磁性体ってなんだ どういう仕組だ ワケワカラン

鉄はどうして磁石にくっつくの・・・・ そういう性質があるのが鉄なのです。。。

しかーーーし、原子レベルでこれを説明できるか。

という時に実はもっとも構造が簡単な水素原子でもワタクシはワケワカランところが多々あるよってに。
ボーアの水素原子モデルでは電子は陽子の周囲を回転している。この回転に注目すると角運動量が出てくる。そして電子が回転しているので環電流が生ずるのと等価であり電流による磁場が生ずる。そこで磁気モーメントを定義できる。その方向は角運動量ベクトルと逆向きである。

ところが、ばっと、But、待て待て。それはボーアのモデルでの解説である。シュレディンガーの量子力学では水素原子の電子は基底状態では回転運動していない。したがって角運動量はゼーーローーーである。当然、磁気モーメントも 0 である。

ところが励起状態では話は変わってくる。突然、角運動量が復活するのだ。そして磁気モーメントも復活するのだ。そして主量子数n , 方位量子数 l, 磁気量子数 m が出てくる。これによって磁場を書けた時に水素原子のスペクトルが分裂する現象に説明がつくのである。
では、励起された状態では電子は核の周りをどのように回転しているのか。
その時は、核の周囲を電子が回転するというボーアのモデルのように考えていいのか。いやいや、電子は粒子でもあり波でもありとか言うとるぞ。だが、なんというか、この角運動量については・・・・ どーたらこーたらでワケワカラン。

そして、実は鉄の場合、その磁性を電子の回転で説明するとして、どの電子が寄与するのさ。鉄は原子番号が26なので電子は26個ある。K,L,M殻の中のどの電子が鉄の磁性に貢献するのであるか。。。。1s, 2s, 3s の状態では電子は回転運動しないから磁性には寄与しないはず。すると、2p, 3p, 3d, とかの軌道の電子が寄与するのか・・・・ 待て待て、そいつらどういう軌道なんだ?  そもそも軌道という概念は力学で言う軌道とは意味が違うであるぞ。。。。
つまり、ワタクシはここらまったく理解しておらんうーたん。

という意識を持って量子力学の入門書を読もうっと・・・うむうむ。

posted by toinohni at 11:19| 東京 ☀| Comment(0) | 物理科学雑学 | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする
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