ボーアの原子模型のシミュレーションを、ウェブ上で実行するツールです。
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ボーアの原子模型とは?
ボーアの原子模型は、1913年に発表された水素原子に関するモデルで、以下の特徴があります:
- 電子は原子核のまわりを円軌道で回っている
- その軌道は量子化されており、決まった半径しか許されない
- 許されない軌道にある電子は、エネルギーを放出して崩壊してしまう
このモデルは、水素原子のスペクトル線を説明することに成功し、現代物理学の大きな一歩となりました。
💻 シミュレーションツールの使い方
ツールには、原子核と、その周りを波打ちながら進む電子が表現されています。
① スライダーで電子の軌道半径を調整
ツールにはスライドバーが用意されていて、
それを動かすことで、電子が回る軌道の半径を変えることができます。
軌道半径を安定した値に合わせると、電子はそのまま回り続けます。
しかし、ズレた半径だと電子はすぐに消えてしまうので注意!
② 安定軌道を見つけよう
軌道半径が正しい(許された)値になっているときには、
緑色の補助線が表示されます。
これが「ここが安定軌道ですよ!」というサインです。
つまり、電子が消えずに軌道上に留まるには、
この補助線にぴったり一致する位置に半径を合わせる必要があります。
③ 波の数に注目
各軌道には、数字が書かれているのに気づきましたか?
これは、軌道にちょうど収まる波の数(定在波)を表しています。
たとえば:
- 4番目の軌道 → 波が4つ分ぴったり収まる
- 5番目の軌道 → 波が5つ分ぴったり収まる
この「波の数=軌道番号」という考え方は、電子の波動性を説明する上でとても重要です。
📌 まとめ(要点)
- ボーアの原子模型では、電子は特定の半径の軌道にしか存在できない
- スライダーで電子の軌道半径を調整して、安定した軌道に乗せる
- 安定軌道では緑の補助線が表示され、電子は消えずに回り続ける
- 軌道ごとの数字は「波の数」を表し、量子条件と対応している
- 電子が安定しない軌道にいると、すぐにエネルギーを放出して消えてしまう
このシミュレーションは、
難しい理論を視覚的に理解するための絶好の教材です。
ボーア模型の本質を体感しながら、
「電子って本当に波なの?」「なぜ軌道が決まってるの?」といった疑問に、自然と触れられるはずです。
ぜひ一度、安定軌道へのチャレンジをしてみてください!