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poporon URL 2011-05-25 (水) 11:53

「陽子、中性子は、電子をぶつけることで大きさは分かっています」
これを紹介した記事か論文を教えてください。
是非お願いします。

nitairera URL 2011-05-27 (金) 22:42

poporonさん、すみません、私はこの方当人ではないので、わかりません。それに専門家でもないので…m(_ _)m 申し訳ないです。。。

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電子の大きさとか自転とか

メモ。

Yahoo!知恵袋 - なぜ電子は電荷を持っているのに自ら作った電界によってばらばらにならないのです... 2007/12/15
http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q1013685900

riverhorse6さん

なぜ電子は電荷を持っているのに自ら作った電界によってばらばらにならないのですか。また、電子は自転しているのにその遠心力にによって同じくばらばらにならないのですか。教えてください。




ベストアンサーに選ばれた回答

carnet_des_motsさん

電子は大きさを持たないとされています。素粒子の大きさの源は,その素粒子の内部構造(より小さな素粒子から成り立っている)だと考えられています。その意味で,陽子などはクォークから成り立っているので結合しているクォークが広がっていたり,陽子がまとっている(仮想的な)π中間子と相互作用が生じる範囲が陽子の大きさ(約10^-15 m)となり,電子は(今のところ)内部構造を持たず数学的に点として扱われます。もっとも,電子より小さな「検査装置」がないという事情もあるのですけど。

電子は光子と衝突したりするのですから大きさがゼロでは衝突できないように思えますが,電子と光子は電磁気力を介して相互作用するので一種の「衝突」が可能です。これを,大きさを持つ粒子が衝突すると仮定して断面積を得ることがあります(光子と自由電子の衝突であるコンプトン散乱の断面積,など)が,これは大きさを持っている電子の断面積を意味しません。このような断面積は素粒子同士の特定の反応のしやすさを表すものです。

電子は「点」なのですからバラバラになりようがありません。しかし点扱いのために「自己エネルギー」が計算上無限大になってしまうなどの問題があります。
http://letsphysics.blog17.fc2.com/blog-entry-245.html
http://letsphysics.blog17.fc2.com/blog-entry-246.html
http://letsphysics.blog17.fc2.com/blog-entry-258.html
これを回避するために繰り込み理論が考案され,繰り込み群という数学的発展も起きました。
ちなみに,上記ページに書かれている,電子が有限の大きさを持っていてその電磁エネルギーがE=mc^2の関係で電子質量になっていると仮定して得られた電子半径のことを「電子の古典半径」と呼びます。量子力学を含まない物理学(相対論もこれ)は古典物理と呼ばれるのでこんな名前になっています。



電子の「自転」はまた違う話になります。電子はそれ自体が磁石の性質を持っています。電荷を持っているものが磁石になるということは,内部で円電流が流れていればいいだろうという発想につながります。これが,有限な大きさを持つ電子(電荷が均等に分布している)が自転している(電荷が回転=円形に電流が流れる)というモデルです。しかしこれは理解しやすいモデルでしかありません。電荷が加速度運動をする(円運動は加速度運動です)とその運動エネルギーの一部を電磁波として放出してしまうので,この自転は永続できないのです。

電子その他の素粒子は「スピン」(これ自体,自転から発想された名称ですが)という性質を持ち,これが磁気的性質の源である,というのが現代の量子力学的解釈です。スピンがゼロでなければ磁気的性質を持ちます。古典的な「自転」は電子の磁気的性質がどの電子でも同じ理由(自転速度が同じ)とか,陽子よりも電子の磁気的性質の方が桁違いに大きい理由,電荷を持たない中性子が磁気的性質を持つ理由などを説明できません。

なお,スピンは自転を意味しませんが,スピン自体は角運動量という回転に関わる量を担っています。原子核の回りにいる電子も原子核周囲を公転しているわけではないのですが,公転による角運動量に相当する軌道角運動量を担っています。そしてスピン角運動量と軌道角運動量は相互作用をして,全体として原子の磁気的性質を外部に現します。



惑わされるといけないので一言。golem_zeeさんのエーテル説はgolem_zeeさん独自の考えで,これを裏付けるきちんとした理論や実験結果は存在していません。

golem_zeeさん,
> 電子はエーテル(観測される電界の本のもの)を周りへ送り出している。
すべての電子がエーテルを周囲に送り出しているなら,空間は光があろうとなかろうとエーテル流で満たされていることになります。これでは従来のエーテルであって,あなたが主張しているエーテルは光に先行して発生し光とともに進んでいくものだったはずですが。宗旨替えしたんですか?






golem_zeeさん

>なぜ電子は電荷を持っているのに自ら作った電界によってばらばらにならないのですか。

電子はエーテル(観測される電界の本のもの)を周りへ送り出している。
その反作用の力が電子を周りから押し固める形。
(つまり、電子が自分の電界から受ける力は、この反作用の力であって、それは周りから押している。)


>また、電子は自転しているのにその遠心力にによって同じくばらばらにならないのですか。

その自転が比較的遅く、遠心力が比較的弱いため。



(電子が質量を持ち、大きさのある粒子と考えるのは、一つの見方であるが、
その場合でも矛盾があってはならない。

なお、
電子の大きさは、測定する手段が無いので今は分かっていないです。
陽子、中性子は、電子をぶつけることで大きさは分かっています。)



(エーテルは、マイケルソン・モーリー実験で否定されたと言われるが、
その実験はエーテルがその装置、その光源に対して静止していることを示しただけ。
エーテルは決して否定されていない。

このことは小中高生でも理解できること。)

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Comments:2

poporon URL 2011-05-25 (水) 11:53

「陽子、中性子は、電子をぶつけることで大きさは分かっています」
これを紹介した記事か論文を教えてください。
是非お願いします。

nitairera URL 2011-05-27 (金) 22:42

poporonさん、すみません、私はこの方当人ではないので、わかりません。それに専門家でもないので…m(_ _)m 申し訳ないです。。。

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