ご覧頂いているブログは番外編です。
本編はこちら。
・・・
★前置き
死んだら「無」になってしまうんだろうか。それとも「何か」が残るんだろうか。
そもそも「無」とは何だろう。
とりあえず「無」を定義すれば、「何も無い状態」という、ある種の理想状態（？）を指すことは間違いなさそうだ。
だが、正真正銘の「無」なんていうモノはあり得ないのも事実だ。「真空や無、あるいは０（ゼロ）、何も無い」という状態は、物理的にあり得ないのだ。
アインシュタインの「一般相対性理論」とともに、20世紀以降の物理学を牽引してきた「量子論」。
この「量子論」によれば、「真空や無、あるいは０、何も無い」という状態は、決して許されないのだ。
・・・
ここから先は、ニールス・ボーア（デンマークの理論物理学者）の仮説の意味するところを詳細に見ていきたい。
仮説①（再掲）：
「電子」が「原子核」の周囲を回っているのは事実だが、その周回する軌道は、どんな軌道であっても良いわけではない。その軌道半径は、「ある条件」を充たす「とびとび」の値に限られる。
ここでいう「ある条件」を「量子条件」という。
具体的には「軌道一周の長さ（軌道半径×２×π）と、「電子」の運動量（「電子」の質量×速度）を掛けたものは、プランク定数hの整数倍のものに限られる」というものだ。
何がなんだか訳が分からないかもしれないが、数式にすると意外に単純だ。
2πｒ × mv = nh
ちなみに
πは円周率、rは「電子」の軌道半径、mは「電子」の質量、vは「電子」の速度、
nは整数、hはプランク定数である。
上記の式を変換すると、
r = n・（h／2πmv）という数式になるが、これを言葉で表現すれば、「『電子』の軌道半径は、プランク定数hを含む最小単位（量子）の整数倍に比例した『とびとび』の値に限られる」となる。
すなわち、マックス・プランクが光のエネルギーを説明するために導入した「量子」という概念とプランク定数hとが、「原子」の構造を説明するためにも用いられることになったのだ。
いちばん内側の「電子」の軌道（n=1の軌道）を「ボーア半径」という。これは上記の「量子条件」の式のnの値が1の場合である。
このとき「電子」は最も小さなエネルギー状態になり、これ以上は小さなエネルギーを持つことはできないし、「電子」がn=1よりも内側の半径を回ることもできないのだ。
前述したとおり、「ラザフォードの原子モデル」には、「電子」が「原子核」の周囲を回転すると、光（電磁波）を放出しながら次第にエネルギーを失っていき、最終的には「原子核」に「落ちてしまう」という欠陥があった。
だが、ボーアは「量子条件」という仮定を設けることで、「電子」のエネルギーには最低のレベルがあり、それより小さなエネルギーの状態にはなれない、したがって、「電子」は「原子核」に落ちることはない（「原子」が潰れてしまうことはない）ことを説明することに成功したのだ。
・・・
また、「ラザフォードの原子モデル」には、もう一つの大きな欠陥があったことは前述したとおりだ。このモデルに従えば、水素原子のスペクトルは「線スペクトル」ではなく、「連続スペクトル」になるはずなのだ。
だが、下の図のように、水素原子のスペクトルは「線スペクトル」になっている。
つまり、「ラザフォードの原子モデル」では、「バルマー系列」を説明できないのだ。
だが、その問題もニールス・ボーアによって解明された。
ボーアは「バルマー系列」の関係式を見て、式の中の整数の「差」は、「電子」がある軌道にあるときと、別の軌道にあるときのエネルギーの「差」を意味していることに気づいたのだ。
★ バルマー系列の関係式
そして、前述の仮説③が重要になる
仮説③（再掲）：「電子」が電磁波を放出したり吸収したりするのは、「電子」がある軌道から別の軌道に移動するときだけである。その電磁波のエネルギーは、それぞれの軌道を回っているときの「電子」のエネルギーの「差」に等しい。
アインシュタインの「光量子仮説」によれば、光のエネルギーは、その光の振動数νにプランク定数hを掛けたものになる。この「光量子仮説」と上記の仮説③を組み合わせ、ボーアは「原子」が放つ光の振動数について、次のような関係を見出した。
すなわち、「『電子』が外側の軌道（n2）の軌道から内側の軌道（n1）に遷移したときのエネルギーの差（En2－En1）は、『電子』が放つ光の振動数νにプランク定数hを掛けたものになる」。
これを「振動数条件」という。
（続く）
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★前置き
死んだら「無」になってしまうんだろうか。それとも「何か」が残るんだろうか。
そもそも「無」とは何だろう。
とりあえず「無」を定義すれば、「何も無い状態」という、ある種の理想状態（？）を指すことは間違いなさそうだ。
だが、正真正銘の「無」なんていうモノはあり得ないのも事実だ。「真空や無、あるいは０（ゼロ）、何も無い」という状態は、物理的にあり得ないのだ。
アインシュタインの「一般相対性理論」とともに、20世紀以降の物理学を牽引してきた「量子論」。
この「量子論」によれば、「真空や無、あるいは０、何も無い」という状態は、決して許されないのだ。
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仮説①（再掲）：
「電子」が「原子核」の周囲を回っているのは事実だが、その周回する軌道は、どんな軌道であっても良いわけではない。その軌道半径は、「ある条件」を充たす「とびとび」の値に限られる。
ここでいう「ある条件」を「量子条件」という。
具体的には「軌道一周の長さ（軌道半径×２×π）と、「電子」の運動量（「電子」の質量×速度）を掛けたものは、プランク定数hの整数倍のものに限られる」というものだ。
何がなんだか訳が分からないかもしれないが、数式にすると意外に単純だ。
2πｒ × mv = nh
ちなみに
πは円周率、rは「電子」の軌道半径、mは「電子」の質量、vは「電子」の速度、
nは整数、hはプランク定数である。
上記の式を変換すると、
r = n・（h／2πmv）という数式になるが、これを言葉で表現すれば、「『電子』の軌道半径は、プランク定数hを含む最小単位（量子）の整数倍に比例した『とびとび』の値に限られる」となる。
すなわち、マックス・プランクが光のエネルギーを説明するために導入した「量子」という概念とプランク定数hとが、「原子」の構造を説明するためにも用いられることになったのだ。
いちばん内側の「電子」の軌道（n=1の軌道）を「ボーア半径」という。これは上記の「量子条件」の式のnの値が1の場合である。
このとき「電子」は最も小さなエネルギー状態になり、これ以上は小さなエネルギーを持つことはできないし、「電子」がn=1よりも内側の半径を回ることもできないのだ。
前述したとおり、「ラザフォードの原子モデル」には、「電子」が「原子核」の周囲を回転すると、光（電磁波）を放出しながら次第にエネルギーを失っていき、最終的には「原子核」に「落ちてしまう」という欠陥があった。
だが、ボーアは「量子条件」という仮定を設けることで、「電子」のエネルギーには最低のレベルがあり、それより小さなエネルギーの状態にはなれない、したがって、「電子」は「原子核」に落ちることはない（「原子」が潰れてしまうことはない）ことを説明することに成功したのだ。
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また、「ラザフォードの原子モデル」には、もう一つの大きな欠陥があったことは前述したとおりだ。このモデルに従えば、水素原子のスペクトルは「線スペクトル」ではなく、「連続スペクトル」になるはずなのだ。
だが、下の図のように、水素原子のスペクトルは「線スペクトル」になっている。
つまり、「ラザフォードの原子モデル」では、「バルマー系列」を説明できないのだ。
だが、その問題もニールス・ボーアによって解明された。
ボーアは「バルマー系列」の関係式を見て、式の中の整数の「差」は、「電子」がある軌道にあるときと、別の軌道にあるときのエネルギーの「差」を意味していることに気づいたのだ。
★ バルマー系列の関係式
そして、前述の仮説③が重要になる
仮説③（再掲）：「電子」が電磁波を放出したり吸収したりするのは、「電子」がある軌道から別の軌道に移動するときだけである。その電磁波のエネルギーは、それぞれの軌道を回っているときの「電子」のエネルギーの「差」に等しい。
アインシュタインの「光量子仮説」によれば、光のエネルギーは、その光の振動数νにプランク定数hを掛けたものになる。この「光量子仮説」と上記の仮説③を組み合わせ、ボーアは「原子」が放つ光の振動数について、次のような関係を見出した。
すなわち、「『電子』が外側の軌道（n2）の軌道から内側の軌道（n1）に遷移したときのエネルギーの差（En2－En1）は、『電子』が放つ光の振動数νにプランク定数hを掛けたものになる」。
これを「振動数条件」という。
（続く）
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