分子の運動エネルギーには並進の他に回転と振動があるということでしたが、どういうことですか？ – Shinshu Univ., Physical Chemistry Lab., Adsorption Group
各座標に対応して、3 種類の運動と、それぞれが持つ自由度が導かれます。 並進(自由度 3)、回転(自由度 2)、振動(自由度 1) エネルギー等分配則 このような「自由度」を考えると、温度と分子の運動エネルギーについて単純に理解することができます。並進と回転については、運動エネルギーは絶対温度に比例し、自由度 1 あたり のエネルギーが分配されるのです 1)回転運動の量子化が問題となる極低温を除く。これをエネルギー等分配則といいます。 よって、2原子分子の場合、並進と回転の運動エネルギーの総計 Ek は となります。 振動エネルギーについては少しややこしいので後で説明します。 n 原子分子(n ≥ 3)の場合 三原子分子は 2 つのタイプに分かれます。 二酸化炭素のような直線型の分子の場合は、二原子分子と同じように となり、非直線型の場合は となります。(非直線型の場合、分子の向きを表すの
調和振動子の存在確率の図で、どうしてグラフの外側にも存在する可能性があるのですか – Shinshu Univ., Physical Chemistry Lab., Adsorption Group
調和振動子の確率密度 (N2分子) 調和振動子の存在確率の図(教科書p.184, 図5.8)で、全エネルギーが調和振動子のポテンシャル(U = (1/2)kx2)を超えているところ(上図 矢印付近)でも存在確率は 0 になっていません。 古典的な調和振動子では、粒子は持っているエネルギー以上のポテンシャルには決して行くことはできません。 量子力学では、このような「超えることのできないはずのポテンシャル」内に、波動関数が入り込むことが知られています。「トンネル現象」とか「トンネル効果」と呼ばれています。 なぜそんなことが起こるのか、というのを説明するのは難しいですが、微小な世界では粒子は「粒」ではなく「波」なので、はっきりと決まった位置に存在するのではなくある程度ぼやけて存在しているから、でしょうか。 なお、「超えられない(ポテンシャルの)壁」の中に粒子を(実験的に)見つけることはできません
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