量子論
『不確定性原理』に入る直前で
わき道にそれてしまったんだけど
もういちどじぶんの中での
復習のために初めのほうから
駆け足で書いていってみよう
量子力学と量子論がごちゃ混ぜになっているから
代表して量子論ってことで
括っていくね
量子論の始まりといえば
なんといっても古代ギリシャの哲学
物っていうのはどんどん分割していくと
レゴブロックのように
最小単位のものが
組み合わさってできている
って考えかたは
昔からあったんだよね
中にはその基本単位が
火であったり水であったり
なんて考え方もあったみたいだけど
なんといってもその時代
観測装置に
それほど精密なものが
なかったのに
頭の中だけで
そんな理論を組み立てたなんて
凄いことだったと思うよ
ヨーロッパでは紀元元年あたりから
16～17世紀あたりまで
科学、特に物理学の
基本法則の探究は
滞っているんだ
なんといっても『キリスト教』の時代
世の中の不思議は
すべて神様の思し召しって
感じだもんね
その当時発展できたのは
ギリギリ工学系だけ
だったんんじゃないかな
それでも人間の知識欲っていうのはすごい
表立っては発表されなかったかもしれないけど
地道な研究は
進んでいたみたいなんだ
キリスト教の急ブレーキはあったけど
科学者たちの尽きない欲望は
科学界内部で
どんどん熟成されて
いたんだね
で 16世紀ごろには
分子とか原子という
最小単位がこの世界を
構成しているってことは
ほぼ認められてきたってことなんだ
そして １８世紀には
アボガドロさんとかドルトンさんなんかが
原子・分子の存在を
証明したってところかな
ついでに言うなら
物質に最小単位があるのなら
電気の量にも最小単位があるんじゃないかって
考えたのが19世紀になって出て来た
ストーニーさんって人らしい
電気量に最小単位があるとすれば
それはどのような値で
どのような物質なんだろうって
見極めたくなるのが科学者たち
多くの人が実験・研究を
進めていったんだと思うけど
公式に発表された
実験で証明できたのが
トムソンさん
ミリカンさん
ローレンツさん
といった人たちなんだ
この時点で電気は電子の流れだってことが
明らかになってきたってことだね
原子模型
電子ってものがあるのはわかった
そして電子はマイナスの電荷を
持っているということも
（真空放電や陰極線なんかは
前に書いたからスルーしとくね）
電気が流れるってことは
電子が飛び出してくるってこと
つまり管の陰極から
電子が飛び出してくるってことなんだ
そして電極は原子からできているってことは
原子から電子が飛び出すってことになる
でも 電圧をかけなければ
管の両端は電気を持たない中性
と いうことは
原子は飛び出すことのできる電子と
それに釣り合うだけのプラスのなにか
からできているんじゃないか って
前に出て来たトムソンは考えたそうだ
そして出て来たのが
『レーズンパン』モデルの
原子模型ってことだね
原子は電子を
プラスの電荷を持つなにかに
包まれた状態のものだって考えたわけだ
ほぼ同時期に（1900年頃）に
もうひとつ原子モデルが
提案されていたそうなんだ
後にラザフォードさんの
原子モデルとして有名になった惑星モデル
これも案として出ていたんだけど
なんといっても惑星モデルだと
原子核と電子の間が
スカスカになっちゃうってことで
ラザフォードさんが実験結果の上で
ラザフォード原子モデルを発表するまで
レーズンパンモデルのほうが
支持されていたってことらしいよ
すこしだけ補足
いつものことだけど
すこし脱線してみよう
ラザフォードさんの原子モデルが
イメージの上では現在のところ
主流を占めてはいるけど
やはり原子核と電子の間
ようは原子の中を
空っぽの空間が
そのほとんどを占めているってことが
疑問視されている部分はあるよね
原子核の直径は
今のところ10-15ｍって言われている
原子の直径（電子が回っている周回軌道だね）は
10-10ｍって言われているよね
ついでに言えば電子の直径は となると
今のところわかっていないんじゃないのかな
なんといっても電子が
実体（物のかたちのほうだね）を
持っているかどうかも
わかっていないみたいなんだよ
10-15とか10-10とか言われても
イメージがわかないよね
凄く単純に言えば
原子核が直径1mのボールとすれば
電子がその周りをまわっている範囲は
100㎞ってことになるそうだ
ちなみに 地球を1mのボールと見立てると
地球が太陽の周りをまわっている直径は
30㎞ちょいってところなんだって
原子核と電子の公転範囲を
太陽系で考えるなら
太陽と木星の軌道（もう少し小さいけど）
くらいの感じなんだよね
その間がスカスカの
空っぽの空間って
やはりはじめのうちは
なじめなかったんじゃないかな
（ぼくも正直なじめないけどさ）
ついでにもうひとつ
脱線しておこう
トムソンさんが レーズンパン原子模型を
考えたのは1903年頃だね
そして惑星モデルが発表されたのは
1904年頃だって言われている
この1904年っていうのは
日本で言えば明治３８年
日露戦争勃発の時なんだけど
この惑星モデル
発案者は長岡半太郎さんという
日本人なんだ
って まるで関係のないはなしだけど
さて、こうして（どうして？）
原子ってものがあるってことは
認識されてきた
そろそろ 量子論っていうのが
日の目を見るように
なる状況が整ったっていうことかな
