ボーア(ニールス・ボーア)、原子が「テレポーテーション」することを発見(1913年)

原子スペクトルという「奇妙な謎」

水素やヘリウムなどの原子は、

エネルギーを与えると光を出します。

その光をプリズムで分解すると、

虹のように連続して光が出るのではなく、

▶ 特定の色の線だけがピンポイントに現れる

これが「原子スペクトル」。

水素なら水素特有の線の並び方があります。

これは、

「なぜ原子は決まった色しか出せないのか?」

という大問題でした。

古典物理では説明できなかったのです。

ボーアの天才的な発想ー「電子は好きな場所にいられない」

ボーアはこう考えました。

✔︎ 電子は連続的な軌道を動き回れるわけではない

 (円軌道を自由に走れるわけではない)

✔︎ 電子は特定の軌道にしか存在できない

 「量子化された軌道」とはどういうこと?

通常の感覚では、

✔︎ 電子は核の周りをどこでも自由に回れる

→ エネルギーはいくらでも滑らかに変えられる

と考えがち。

でもボーアは、これを完全に否定します。

軌道上のエネルギーしか存在できない

電子の「軌道=エネルギー」はまるで太陽系のようになっていて、

•第1 軌道(低いエネルギー)

• 第2軌道

• 第3軌道(高いエネルギー)

という決まった軌道にしか存在できない。

そして、

軌道と軌道の「間」には存在できない(軌道のない中途半端な場所には存在できない)。

これが「量子化された軌道」です。

電子の「飛び移り」で光が発生

ここがボーアの原子模型の核心です。

電子が、

• 下の軌道 → 上の軌道にジャンプするとき

 → 外部からエネルギーを吸収(光を吸う)

• 上の軌道→ 下の軌道にジャンプするとき

 → エネルギーを放出(光を出す)

まさに、

▶ 電子はジャンプするときだけ光を扱う

という自然のルールがあるのです。

そして発生する光の色(周波数)は、

飛び移った軌道同士のエネルギー差で決まる

これは数学的にピタリと一致し、

水素のスペクトルを完全に説明しました。

電子は突如として消え、突如として出現する!

古典物理学では、

✔︎ なめらかに軌道が変わる

✔︎ 連続的にエネルギーが変わる

✔︎ 途中の全部の位置に存在できる

と考えていたのに、

現実の電子は、

• スパッと突然ジャンプする

• 間の状態は存在しない

• 一瞬で別の軌道に移動する

• その瞬間に光が吸収・放出される

という、完全に「常識外れ」の動きをする。

一瞬でテレポーテーションするのです。

この発見が世界に与えた衝撃

ボーアのモデルは、

「原子内部は滑らかな世界ではなく、

飛び飛びでジャンプする量子の世界だ」

と証明した最初の理論です。

これは

✔︎ 古典力学の崩壊

✔︎ 新しい量子の世界の誕生

✔︎ 物質の構造が確率的・飛び飛びであることの証拠

✔︎ 電子は点ではなくエネルギー状態の集合であるというヒント

などを一気に示しました。

ボーアは、水素原子の電子が

連続的に動くのではなく、

「決まった軌道の間をジャンプ(テレポーテーション)する」ことを発見し、

原子が特定の色の光しか出さない理由を解き明かしたのです。

これにより、量子力学の時代が本格的にスタートします。

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