1。クラシックから量子へ:
* 古典物理学: 量子力学の前に、原子は太陽の周りの惑星のように核を周回するミニチュア太陽システムと考えられていました。このモデルは、巨視的なレベルの世界を説明する古典物理学に基づいています。
* 量子力学: このモデルには、原子の安定性(電子が核にスパイラルしない理由)または光の個別の性質(光電効果)を説明できなかったために欠陥がありました。量子力学は、エネルギー、運動量、およびその他の量が量子化されているという考えを導入しました。つまり、個別の値のみを引き受けることができます。
* 原子軌道: 電子は、明確に定義された経路で核を周回するのではなく、原子軌道と呼ばれる確率雲に存在します。これらの軌道は、WaveFunctionsと呼ばれる数学的関数によって説明されています。
2。不確実性の原則:
* 古典物理学: オブジェクトの位置と勢いの両方を完全に正確に知ることができると同時に、人がいると信じられていました。
* 量子力学: Werner Heisenbergの不確実性の原則は、粒子の位置と勢いの両方を完全に正確に知ることは不可能であると述べています。一方を正確に知っているほど、他のことについて知ることは少なくなります。
* 意味: この原理は、原子の電子挙動が根本的に確率的であることを意味します。特定の空間領域で電子を見つける可能性を予測することしかできません。
3。アトミックスペクトルとボーアモデル:
* 古典物理学: 古典物理学は、原子が特定の波長(スペクトル線)で光を放出する理由を説明できませんでした。
* 量子力学: Niels Bohrは、電子がエネルギーレベルの間をジャンプし、特定のエネルギーで光の光子を吸収または放出できるモデルを提案しました。このモデルは、観測されたスペクトル線を説明しました。
* Quantum Leap: エネルギーレベル間の「ジャンプ」電子のこの概念は、量子跳躍と呼ばれます。これは、電子が瞬時に移動することを意味するのではなく、エネルギーを吸収または放出する状態を瞬時に変化させることを意味します。
4。波粒子の二重性:
* 古典物理学: 光は波と考えられており、物質は粒子と考えられていました。
* 量子力学: 量子力学は、光と物質が波のような特性と粒子様特性の両方を示すことを明らかにしました。これは、波粒子の二重性として知られています。
* 意味: この二重性は、電子の回折や光電効果などの現象を説明しています。
要約すると、量子力学は原子の理解を次のように変えました:
* 古典的なモデルを確率的モデルに置き換えます。
* エネルギーレベルの量子化の概念の導入
* 原子の安定性と原子スペクトルの起源の説明
* 物質と光の波粒子の二重性を明らかにします。
この新しい理解は、化学、物理学、そして現実の性質そのものについての理解に革命をもたらしました。