平成23年度発見の歴史（物理学）

(1)

YAMAGATA UNIVERSITY

量子論の発見

https://sites.google.com/site/hakkennorekishibutsurigaku/

(2)

量子論の発見　　～前期量子論～

1918年　マックス・プランク

エネルギー量子の発見による物理学の進展への貢献

1918年　マックス・プランク

エネルギー量子の発見による物理学の進展への貢献

光は

『粒子』かも

1921年　アルベルト・アインシュタイン

光電効果の法則の発見等

1921年　アルベルト・アインシュタイン

光電効果の法則の発見等

光は

『粒子』だよ

1927年　アーサー・コンプトン

光の粒子性を示すコンプトン効果の発見

1927年　アーサー・コンプトン

光の粒子性を示すコンプトン効果の発見

光は

『粒子』だよ

1922年　ニールス・ボーア

原子構造とその放射に関する研究

1922年　ニールス・ボーア

電子は

『波』かも

1929年ルイ・ド・ブロイ物質波の発見

電子は

『波』だよ

(3)

水素原子のスペクトル

http://hr-inoue.net/zscience/topics/chemicalbond/chemicalbond.html

n=1 E₁ n=2

E2

n=3 E3

n=4 E4

(4)

特性X線の発見

1917年チャールズ・バークラー元素の特性X線の発見

マルチメディアで見る原子・分子の世界より

http://rikanet2.jst.go.jp/contents/cp0030/atom_top.html

可視光で見られたスペクトルのように、元素から特定のX線が出ている事を発見。

1913年　ヘンリー・モーズリー

特性X線の振動数が原子番号の平方根に比例する事を発見

『モーズリーの法則』の発見 1913年　ヘンリー・モーズリー

特性X線の振動数が原子番号の平方根に比例する事を発見

『モーズリーの法則』の発見

特定X線を調べる事で、原子構造を明らかにできる。

(5)

元素の周期表について

メンデレーエフの最初の周期表(1869年)

数ヶ月後にはドイツのJ・L・メイヤーが独自に事実上同一の表を発表

1906年　ノーベル化学賞にノミネートされるが、受賞を逃す

原子量の順にならべる

→ 周期性が現れる

→ 原子量の大きさが元素の性質を決める

(6)

YAMAGATA UNIVERSITY http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/5f/Mendeleev_Table_5th_II.jpg

最初の英語版の周期表

(7)

元素の周期

HH He_He

LiLi Be_Be B_B C_C N_N O_O F_F Ne_Ne NaNaMg_Mg Al_Al Si_Si P_P S_S Cl_Cl Ar_Ar

KK Ca_CaSc_Sc Ti_Ti V_V Cr_CrMn_MnFe_FeCo_Co Ni_Ni Cu_CuZn_ZnGa_GaGe_GeAs_AsSe_Se Br_Br Kr_Kr RbRb Sr_Sr Y_Y Zr_Zr Nb_NbMo_MoTc_Tc Ru_RuRh_RhPd_PdAg_AgCd_Cd In_In Sn_SnSb_SbTe_Te I_I Xe_Xe CsCsBa_Ba -_- Hf_Hf Ta_Ta W_W Re_ReOs_Os Ir_Ir Pt_Pt Au_AuHg_Hg Ti_Ti Pb_Pb Bi_Bi Po_Po At_At Rn_Rn FrFr Ra_Ra -_- Rf_Rf Db_DbSg_SgBh_BhHs_HsMt_MtDs_DsRg_RgÛubÛub ÛutÛut ÛuqÛuqÛupÛupÛuhÛuh ÛuoÛuo

LaLaCe_Ce Pr_Pr Nd_NdPm_PmSm_SmEu_EuGd_GdTb_TbDy_DyHo_HoEr_ErTm_TmYb_Yb AcAcTh_ThPa_Pa U_U Np_NpPu_PuAm_AmCm_CmBk_Bk Cf_Cf Es_EsFm_FmMd_MdNo_No

LuLu LrLr 質量：55.85　58.93　58.69　63.55

質量：55.85　58.93　58.69　63.55

質量：121.8 127.6 126.9 131.3 質量：121.8 127.6 126.9 131.3

原子番号（陽子数・電荷）で並べると、43番、61番が欠番。後に、人工的に元素がつくられた。(1937年テクネチウム) 原子番号（陽子数・電荷）で並べると、43番、61番が欠番。

後に、人工的に元素がつくられた。(1937年テクネチウム)

モーズリーの法則の発見から明らかになった事

(8)

閑話休題

『モーズリーの法則』の発見は若干25歳。

ローレンス・ブラッグ（25歳）という例もあったのに・・・ 1913年　ヘンリー・モーズリー

　　　　　　　　『モーズリーの法則』の発見

　　　　　　　　『モーズリーの法則』の発見 1917年チャールズ・バークラー元素の特性X線の発見

モーズリーは1915年、27歳という若さで戦死・・・時間の流れに沿うと・・・

特定X線を調べる事で、原子構造を明らかにできる。

→　未発見の元素の予言。

ノーベル賞の候補にあがったが・・・

→　『若い』という理由で持ち越しになったとか... 特定X線を調べる事で、原子構造を明らかにできる。

→　未発見の元素の予言。

ノーベル賞の候補にあがったが・・・

→　『若い』という理由で持ち越しになったとか...

(9)

もう一度横道にそれて

　　　　　　　　『モーズリーの法則』の発見

　　　　　　　　『モーズリーの法則』の発見 1917年チャールズ・バークラー元素の特性X線の発見

1924年 ^{マンネ・シーグバーン} X線分光学における発見

一方でモーズリーは

1915年のダーダネルス海峡上陸作戦で戦死上陸作戦の責任者・ウィンスントン・チャーチル

→ 1953年　ノーベル文学賞

(10)

水素原子のスペクトル

http://hr-inoue.net/zscience/topics/chemicalbond/chemicalbond.html

n=1 E₁ n=2

E2

n=3 E3

n=4 E4

(11)

本当に閑話休題：フランク・ヘルツの実験

1925年ジェイムス・フランク、グスタフ・ヘルツ原子と電子の衝突に関する研究

n=2n=1

E

₁

E

₂

光の吸収で、状態が変化

（ボーアの仮説）

電子を衝突させたらどうなるか?

電子のエネルギーが準位のエネルギー差にあえば、状態は変化するはず陰極管を使う場合

印加電圧を変化 →　電子のエネルギーのエネルギー変化原子状態の変化 →　散乱による電流量の変化

(12)

フランク・ヘルツの実験

1925年　ジェイムス・フランク、グスタフ・ヘルツ原子と電子の衝突に関する研究

http://blogimg.goo.ne.jp/user_image/48/20/2cce2a5cba2e243864fb8c1f48236534.png

原子との散乱すると電流が減少

電流計で電流測定電流計で電流測定

電流の変化散乱の数印加電圧を変化

印加電圧を変化

電子のエネルギーを変化させながら電流を測定電子のエネルギーを変化させながら電流を測定

オームの法則

原子準位のエネルギー差に等しい所で電流が減少原子準位のエネルギー差に等しい所で電流が減少

ボーアの仮説の検証

陰極管を使って電子と原子を衝突させる陰極管を使って電子と原子を衝突させる

(13)

ジェイムズ・フランク

第一次世界対戦中毒ガス研究第一次世界対戦中毒ガス研究

前線での従軍ナチスのユダヤ人に対する扱いに抗議

アメリカに亡命

ナチスのユダヤ人に対する扱いに抗議

アメリカに亡命

1942年　マンハッタン計画への参加要請

原爆完成時の政府高官への進言を要求し、参加

1942年　マンハッタン計画への参加要請

原爆完成時の政府高官への進言を要求し、参加

1945年6月

「原子エネルギーの政治的および社会的諸問題委員会」の報告書をスチムソン長官に提出。（委員長）

1945年6月

「原子エネルギーの政治的および社会的諸問題委員会」の報告書をスチムソン長官に提出。（委員長）

フランクレポート

・　日本に対する原爆の使用は望ましくない

・　原爆使用による国際信用の喪失

・　世界中に恐怖と反感の波を生む

フランクレポート

・　日本に対する原爆の使用は望ましくない

・　原爆使用による国際信用の喪失

・　世界中に恐怖と反感の波を生む

科学者の社会的責任科学者の社会的責任

ある科学的な発見や発明が人類の利害にとって重大な関わりがあるとみなされるとき、それにいち早く気づいた科学者には、それを何らかの形で人々に知らせ、適切な方策を採るように勧告する責任がある

ただ道徳律を信じただけでなく、道徳律そのものを生きた

小数の人間の一人

ラビノウィッチただ道徳律を信じただけでなく、道徳律そのものを生きた

小数の人間の一人

ラビノウィッチ

(14)

元素の周期表の解明：　二つの重要な発見

2個 8個 8個

HH He_He

LiLi Be_Be B_B C_C N_N O_O F_F Ne_Ne NaNaMg_Mg Al_Al Si_Si P_P S_S Cl_Cl Ar_Ar

KK Ca_CaSc_Sc Ti_Ti V_V Cr_CrMn_MnFe_FeCo_Co Ni_Ni Cu_CuZn_ZnGa_GaGe_GeAs_AsSe_Se Br_Br Kr_Kr RbRb Sr_Sr Y_Y Zr_Zr Nb_NbMo_MoTc_Tc Ru_RuRh_RhPd_PdAg_AgCd_Cd In_In Sn_SnSb_Sb Te_Te I_I Xe_Xe CsCsBa_Ba -_- Hf_Hf Ta_Ta W_W Re_ReOs_Os Ir_Ir Pt_Pt Au_AuHg_Hg Ti_Ti Pb_Pb Bi_Bi Po_Po At_At Rn_Rn FrFr Ra_Ra -_- Rf_Rf Db_DbSg_SgBh_BhHs_HsMt_MtDs_DsRg_RgÛubÛub ÛutÛut ÛuqÛuqÛupÛupÛuhÛuh ÛuoÛuo

LaLaCe_Ce Pr_Pr Nd_NdPm_PmSm_SmEu_EuGd_GdTb_TbDy_DyHo_Ho Er_ErTm_TmYb_Yb AcAcTh_ThPa_Pa U_U Np_NpPu_PuAm_AmCm_CmBk_Bk Cf_Cf Es_EsFm_FmMd_MdNo_No

LuLu LrLr

・　電子の『スピン』の発見

・　パウリの排他原理の発見

(15)

電子の「スピン」の発見

1925年ジョージ・ウーレンベック、サミュエル・ゴーズミット電子が『自転』しながら、原子核のまわりを回る事を仮定

電子が『自転』すると、一体なにが起きるのか？

電子の自転を

『スピン』 _{『スピン』}

と命名

地球のまわりを月が『自転』しながら『公転』太陽のまわりを地球が『自転』しながら『公転』

するように、

電子軌道上を『公転』

原子核のまわりを電子が『自転』しながら、

原子の構造を非常にうまく説明できる。

(16)

電荷の回転（回転電流）と磁気モーメント

電磁石

回転電流　→　磁気モーメント　（磁石の強さ）回転電流　→　磁気モーメント　（磁石の強さ）

表面に電荷をもつ物体が自転する

電子の場合：

大きさのない粒子

『スピン』 → 磁気モーメント電子の場合：

大きさのない粒子

『スピン』 → 磁気モーメント

電流を流すと _{磁石になる}

→ 磁気モーメントが発生

(17)

電子の磁気モーメントと磁石：磁性

磁石の中では

電子の磁気モーメントの向きが揃っている磁石の中では

電子の磁気モーメントの向きが揃っている

さらに細分化していくと・・・

電子の磁気モーメントの振る舞いが、物質の磁気的性質を決定する

(18)

炉銀原子 N極

S極磁石

電子磁気モーメントの測定

1922年　シュテルン=ゲルラッハの実験量子化された電子の磁気モーメントの発見 1922年　シュテルン=ゲルラッハの実験

量子化された電子の磁気モーメントの発見銀の原子の磁気モーメント

= 電子の磁気モーメント銀の原子の磁気モーメント

= 電子の磁気モーメント

予想電子の磁気モーメントは電子の『スピン』で生まれる電子は様々な大きさ・向きの『スピン』をしている

スクリー_ンスクリーンに

影が出来る

磁石の向きで、力が変化スクリーンにはどのような影ができるか?

スクリーンにはどのような影ができるか?

(19)

量子化された電子の磁気モーメント

電子は離散的な磁気モーメントを持つ

→ 量子化された『磁気モーメント』

→ 量子化された電子『スピン』

電子は離散的な磁気モーメントを持つ

→ 量子化された『磁気モーメント』

→ 量子化された電子『スピン』炉銀原子 N極

S極磁石

1922年　シュテルン=ゲルラッハの実験量子化された電子の磁気モーメントの発見 1922年　シュテルン=ゲルラッハの実験

量子化された電子の磁気モーメントの発見銀の原子の磁気モーメント

= 電子の磁気モーメント銀の原子の磁気モーメント

= 電子の磁気モーメント

スクリー_ンスクリーンに

影が出来る

磁石の向きで、力が変化結果

陰は上下『二つ』に分離結果

陰は上下『二つ』に分離

磁気モーメントの値は2種類のみ

(20)

電子のスピン：　量子化された自転

『スピン』が『二つ』の状態をとるということは

右回り左回り

回転方向

『スピン』の向き (右ネジ)

上向き下向き

『スピン』の値

_

1 2 ⁻

1

2

(21)

パウリの排他原理

パウリの排他原理 _{（1925年）}

同じ量子数の準位には、一つの電子しか入れない

→　原子のある軌道に入る事のできる電子の数が決まるパウリの排他原理 _{（1925年）}

同じ量子数の準位には、一つの電子しか入れない

→　原子のある軌道に入る事のできる電子の数が決まる

ひとつの椅子には

一人だけ座る事が出来る

ひとつの椅子には

一人だけ座る事が出来る

1945年ヴォルフガング・パウリパウリの排他原理の発見

(22)

パウリの排他原理

ひとつの椅子には一人だけひとつの椅子には一人だけ

電子は『上向き』か『下向き』のスピンを取る電子は『上向き』か『下向き』のスピンを取る

水素の『殻』は、決まった数の『軌道』をもつ水素の『殻』は、決まった数の『軌道』をもつ

電子準位

『上向き』用、

『下向き』用の椅子がある

一つの『軌道』に異なるスピン状態の電子が入る一つの『軌道』に異なるスピン状態の電子が入る

『殻』に存在できる電子の数が決まる

(23)

原子の『殻構造』

量子数殻軌道量子数殻軌道

1 K殻 1s

2 L殻 2s, 2p

3 M殻 3s, 3p, 3d 4 …...

電子は原子の『殻』に存在する

『殻』には複数の『軌道』がある

(24)

電子の軌道

軌道 _s _p _d _f

1 K殻 1s

2 L殻 2s, 2p

3 M殻 3s, 3p, 3d 4 …...

(25)

電子軌道

1 K殻 1s

2 L殻 2s, 2p

3 M殻 3s, 3p, 3d 4 …...

・ _s軌道： _s⁰ _1個

・ _p軌道： _p^-1_{, p}⁰_{, p}¹ _3個

・ _d軌道： _d^-2_{, d}^-1_{, d}⁰_{, d}¹_{, d}² _5個

・　 _...

・ _{l 番目の軌道} ²_{l + 1 個}

『準位』の数

『準位』 1s⁰

2s⁰, 2p^-1, 2p⁰, 2p¹

3s⁰, 3p^-1, 3p⁰, 3p¹, 3d^-2, 3d^-1, 3d⁰, 3d¹, 3d²

詳しく見ると

1 個 1 + 3 = 4 個

1 + 3 + 5 = 9 個

(26)

元素周期の解明

1925年ジョージ・ウーレンベック、サミュエル・ゴーズミット

電子が『自転』しながら、原子核のまわりを回る事を仮定

1925年ジョージ・ウーレンベック、サミュエル・ゴーズミット

電子が『自転』しながら、原子核のまわりを回る事を仮定

1922年　シュテルン=ゲルラッハの実験

量子化された電子の磁気モーメントの発見

1922年　シュテルン=ゲルラッハの実験

量子化された電子の磁気モーメントの発見

原子の殻構造原子の殻構造

元素周期の謎を解く鍵は揃った

(27)

元素の周期律

量子数殻軌道 1 K殻 1s 2 L殻 2s 2p 3 M殻 3s 3p 3d 量子数殻軌道

1 K殻 1s 2 L殻 2s 2p 3 M殻 3s 3p 3d

+ 殻には量子数の軌道が存在する。

（s軌道から順に）

殻には量子数の軌道が存在する。

（s軌道から順に）

『準位』には上向き、下向きスピンの 2個の電子が入る

原子には原子番号の数、電子が存在原子には原子番号の数、電子が存在

『エネルギー準位の低い』殻から順に埋めていく

l 番目の軌道には 2l + 1 個の『準位』がある l 番目の軌道には 2l + 1 個の『準位』がある

2個 8個 18個

電子の数=『準位』×2

(28)

軌道のエネルギー準位

7s 5f 6d 7p 6s 4f 5d 6p 5s 4d 5p 4s 3d 4p 3s 3p

2s 2p

1s

エネルギー

量子数殻軌道『準位』の数電子の数

1 K殻 1s 1 1 * 2 = 2

2 L殻 2s, 2p 1 + 3 = 4 4 * 2 = 8 3 M殻 3s, 3p, 3d 1 + 3 + 5 = 9 9 * 2 = 18 量子数殻軌道『準位』の数電子の数

1 K殻 1s 1 1 * 2 = 2

2 L殻 2s, 2p 1 + 3 = 4 4 * 2 = 8

3 M殻 3s, 3p, 3d 1 + 3 + 5 = 9 9 * 2 = 18

炭素（原子番号6）

K 1s 2s 2p L

(29)

K 1s 2s 2p L

元素の周期律と電子軌道

(30)

電子の軌道を書き直してみると

s _p

(31)

原子構造の解明

1925年ジョージ・ウーレンベック、サミュエル・ゴーズミット電子が『自転』しながら、原子核のまわりを回る

1922年　シュテルン=ゲルラッハの実験量子化された電子の磁気モーメントの発見 1922年　シュテルン=ゲルラッハの実験量子化された電子の磁気モーメントの発見

1913年 ^{ヘンリー・モーズリー}

『モーズリーの法則』の発見 1913年 ^{ヘンリー・モーズリー}

『モーズリーの法則』の発見

s _p

1924年マンネ・シーグバーン X線分光学における発見

1925年ジェイムス・フランク、グスタフ・ヘルツ原子と電子の衝突に関する研究

1922年ニールス・ボーア

原子構造とその放射に関する研究 1922年ニールス・ボーア

(32)

粒子の磁気モーメントへの興味・理解・応用

1943年 ^{オットー・シュテルン} 原子線法の開発と

陽子の磁気モーメントの発見 1943年 ^{オットー・シュテルン}

原子線法の開発と

陽子の磁気モーメントの発見

1944年イジドール・イザーク・ラビ共鳴法による

原子核の磁気モーメントの測定法の発見

・　電子磁気モーメントの量子化の発見

・　陽子の磁気モーメントの測定に成功

・　原子線磁気共鳴法の確立

『磁気共鳴』

とはなんだろうか? 磁気モーメント

『磁石』としての強さ

(33)

磁気モーメントと原子構造

1902年ヘンドリック・ローレンツ、ピーター・ゼーマン

放射に対する磁場の影響の研究 1902年ヘンドリック・ローレンツ、

ピーター・ゼーマン

放射に対する磁場の影響の研究

1896年ナトリウム原子を磁場の中で発光させた時、そのD線スペクトルが複数に分かれる事を発見

磁場なし磁場なし

磁場中磁場中

『ゼーマン効果』の発見

光を放射している粒子（電子）の比電荷を測定 1/1600

（現在の値1/1836）

(34)

ゼーマン効果ってなに？

不安定安定二つの磁石を近づけると

二つの磁石を近づけると磁場中では_{磁場中では} 安定不安定

磁場に対する磁気モーメントの向きで、

エネルギー準位のエネルギーに差が生まれる磁気モーメントの向き　→　スピンの向き

(35)

ゼーマン効果

ナトリウムの場合

磁場による

エネルギー準位の分離

（ゼーマン効果）により、スペクトルが分裂する。磁場に対する磁気モーメントの向きで、

磁場なし磁場なし磁場中_磁場中

(36)

磁気共鳴

磁気モーメントを持つ粒子を磁場中におくと、ゼーマン効果が生じエネルギー準位は分離磁気モーメントを持つ粒子を磁場中におくと、ゼーマン効果が生じエネルギー準位は分離

or

エネルギーを放出光・電磁波

エネルギー差に相当するエネルギーを外部から供給

→　下の準位にある電子は上の準位に遷移

→　磁気モーメントの向き（スピンの向き）が反転する

磁気共鳴

(37)

古典的な磁気共鳴の理解

電流が流れると磁場が発生する。

電流

電流に沿って

みた図 ^{電流の向き}

“右ねじの法則”

(38)

38

円電流と磁石

＋ー

円電流

→　磁石

→　磁気モーメントが発生する

(39)

39

電子の磁気モーメント

電荷をもつ球体の場合・・・

輪切りにした部分の磁気モーメントを

重ね合わせる

電荷も持つ粒子が『回転』すると、磁気モーメントを持つ電荷も持つ粒子が『回転』すると、磁気モーメントを持つ

(40)

コマの歳差運動

クイズ

歳差運動しているコマを落下させるとなにが起きるか?

クイズ

歳差運動しているコマを落下させるとなにが起きるか?

(41)

固定 ^力

端を固定した物体に力を作用させる

角運動量

物体が回転する時

『右ネジ』方向に『角運動量』

回転_する

『角運動量』が生まれる回転している物体に力を作用させると・・・

(42)

コマが歳差運動する理由

重力

固定点

回転しているコマに重力が作用すると

新たな角運動量が生まれコマの軸が少しずれる

コマの歳差運動

(43)

43

ラーモア歳差運動

コマ　→　回転電流

軸方向に磁気モーメント磁石の中においてみる磁場の力を受ける

磁気モーメントの歳差運動

ラーモア歳差運動

(44)

磁気共鳴

磁気モーメントを持つ粒子を磁場中におくと、ゼーマン効果が生じエネルギー準位は分離磁気モーメントを持つ粒子を磁場中におくと、ゼーマン効果が生じエネルギー準位は分離

or

エネルギーを放出光・電磁波

エネルギー差に相当するエネルギーを外部から供給

→　下の準位にある電子は上の準位に遷移

→　磁気モーメントの向き（スピンの向き）が反転する

磁気共鳴

(45)

磁気共鳴の応用

核磁気共鳴画像法　(MRI: _Magnetic _Resonance _Imaging)　水素原子の原子核（陽子）の磁気共鳴を利用し、

体内の主に水(H₂O)の分布を精密に測定　→　断層画像を得る

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/3b/MRI_brain.jpg

2003年ノーベル生理学・医学賞

ポール・ラウターバー、ピーター・マンスフィールド核磁気共鳴画像法に関する発見

2003年ノーベル生理学・医学賞

ポール・ラウターバー、ピーター・マンスフィールド核磁気共鳴画像法に関する発見

http://pothi.blog.so-net.ne.jp/_images/blog/_1e8/pothi/m_me_mri_1.jpg

(46)

電磁波による磁気共鳴電磁波による磁気共鳴

磁場② 磁場➀

原子線磁気共鳴法

電子にくらべ、

原子核の磁気モーメントは非常に小さい

磁気共鳴で、経路が変化

(47)

電子のスピン：磁性に関する最近の話題

2007年ペーター・グリュンベルク、アルベール・フェール

「巨大磁気抵抗」の発見がもたらした技術的革新

2007年ペーター・グリュンベルク、アルベール・フェール

「巨大磁気抵抗」の発見がもたらした技術的革新

ハードディスクドライブ(HDD)は、今やなくてはならない製品

パソコン、録画機能のあるテレビ、

ブルーレイ・DVDデッキ、プレイステーションの中にはハードディスクがあります。

HDDの大容量化に直結する技術 HDDの大容量化に直結する技術

平成23年度 発見の歴史（物理学）

量子論の発見

量子論の発見 ～前期量子論～

水素原子のスペクトル

特性X線の発見

元素の周期表について

最初の英語版の周期表

元素の周期

閑話休題

もう一度横道にそれて

水素原子のスペクトル

本当に閑話休題：フランク・ヘルツの実験

E

E

フランク・ヘルツの実験

ボーアの仮説の検証

ボーアの仮説の検証

ジェイムズ・フランク

元素の周期表の解明： 二つの重要な発見

・ 電子の『スピン』の発見

・ パウリの排他原理の発見

電子の「スピン」の発見

電子が『自転』すると、一体なにが起きるのか？

『スピン』 『スピン』

電荷の回転（回転電流）と磁気モーメント

電磁石

電子の磁気モーメントと磁石：磁性

電子磁気モーメントの測定

量子化された電子の磁気モーメント

電子のスピン： 量子化された自転



1

2 −

1

2

パウリの排他原理

ひとつの椅子には

一人だけ座る事が出来る

ひとつの椅子には

一人だけ座る事が出来る

パウリの排他原理

『殻』に存在できる電子の数が決まる

原子の『殻構造』

電子の軌道

電子軌道

元素周期の解明

元素周期の謎を解く鍵は揃った

元素の周期律

電子の軌道を書き直してみると

原子構造の解明

粒子の磁気モーメントへの興味・理解・応用

磁気モーメントと原子構造

『ゼーマン効果』の発見

ゼーマン効果ってなに？

ゼーマン効果

磁気共鳴

古典的な磁気共鳴の理解

“右ねじの法則”

“右ねじの法則”

円電流と磁石

電子の磁気モーメント

コマの歳差運動

角運動量

コマが歳差運動する理由

コマの歳差運動

コマの歳差運動

ラーモア歳差運動

ラーモア歳差運動

ラーモア歳差運動

磁気共鳴

磁気共鳴の応用

原子線磁気共鳴法

電子のスピン：磁性に関する最近の話題

平成23年度発見の歴史（物理学）

量子論の発見　　～前期量子論～

元素の周期表の解明：　二つの重要な発見

・　電子の『スピン』の発見

・　パウリの排他原理の発見

『スピン』 _{『スピン』}

電子のスピン：　量子化された自転

_

2 ⁻