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粒子の角運動量保存則


T.粒子の角運動量

角運動量L=半径×質量×速度=r*m*v
です。粒子はスピンしており、その角運動量は保存されます。では、粒子の角運動量Lは幾らでしょうか。

U.ドブロイ波長とボーアの量子条件

 粒子の角運動量Lは、「ドブロイ波長」と「ボーアの量子条件」より求めることができます。
 物質は粒子と波の二重性を持ちます。そして、粒子はドブロイ波長λで表されます。
ドブロイ波長λ=h/mv (h=プランク定数、m=質量、v=速度)
です。
 そして、粒子が1回転スピンすると、波が元の位置に戻らなければなりません。これを「ボーアの量子条件」と言います。

 したがって、粒子は1回転スピンする間に1回振動します。回転半径をrとすると、その円周は2πrです。故に
スピンする粒子の波長λ=2πr=h/mv、h/2π=r*m*v=hバー
です。これで
粒子の角運動量L=r*m*v= hバー(換算プランク定数)
であることが分かりました。

V.プランク粒子の角運動量

 では、プランク質量mpのプランク粒子が、半径lpの円周上を光速度cでスピンすると、その角運動量Lは幾らになるでしょうか。
プランク粒子の角運動量L=r*m*v=lp*mp*c={√(hバーG/c3)}{√(hバーc/G)}c=hバー換算プランク定数
です。
 したがって、プランク粒子はプランク質量mpが半径lpの円周上を光速度cでスピンしていることが分かります。

W.水素原子第一軌道の電子の角運動量

 この角運動量hバーが保存されます。それを水素原子の第一軌道の電子で見て行きます。
第一軌道の半径r=5.2917411×10-11[m]、第一軌道の電子速度v=2.1877209×106[m/s]、電子の質量m=9.10938356×10-31[s]、換算プランク定数hバー=1.054571800×10-34[Js]です。したがって
水素原子第一軌道の電子の角運動量L=r*m*v=(5.2917411×10-11[m])( 2.1877209×106[m/s])( 9.10938356×10-31[s])= 1.054571230×10-34[kgm2/s]=換算プランク定数hバー
です。

補足説明

 物質や光は、「カラビ・ヤウ空間」の3次元の「立体Dブレーン」のひも状単振動で表現できます。
 「カラビ・ヤウ空間」ではらせんが直線です。そして、エネルギー=力×距離なので、その本質は前に進むことです。「カラビ・ヤウ空間」では、エネルギーがまっすぐ進んでも、必然的にらせん軌道となります。
 そして、物質はヒッグス粒子により静止させられ、らせんを圧縮した円運動をします。これを横から見ると単振動と見えます。
 つまり、物質は円運動する波で表現できます。隠れた6次元の円運動を残った3次元から見ると、球体表面のスピンと見えます。これが粒子のスピンです。

 そして、全ての物質粒子のスピンの角運動量はhバーです。
 プランク質量mpのプランク粒子は、半径プランク長lpの円周上を光速度cで回る波で表現されます。つまり、プランク粒子は光速度cでスピンしています。

 一方、電子はどうでしょう。古典電子半径=2.8179403227×10-15[m]、電子の質量me=9.10938356×10-31[s]、hバー=1.0545718×10-34[Js]です。
 そして、角運動量L=r*m*v=hバーなので、v=hバー/mvです。したがって
電子のスピン速度v= hバー/r*m=(1.0545718×10-34[Js])÷(2.8179403227×10-15[m])÷(9.10938356×10-31[s])= 4.108235900×1010[m/s]
です。

 これは光速度cの何倍でしょうか。光速度c=2.997925×108[m/s]なので
電子のスピン速度v÷光速度c=4.108235900×1010[m/s]÷2.997925×108[m/s]= 1.37035979×102
です。
 この数値は、1/微細構造定数(1/α)=1.37035999×102です。
 これでは、電子のスピン速度はc/αとなり、光速度cを超え相対性理論に反します。

 これを回避するために、C理論では、電子は第一軌道上を円運動する波なので、これを1つの粒子のスピンとイメージします。
 つまり、電子は半径r=5.2917411×10-11[m]の球体の、速度v=2.1877209×106[m/s]のスピンと仮設します。
 そうすれば
電子のスピン速度÷光速度c=2.1877209×106[m/s]÷2.997925×108[m/s]= 7.29739036×10-3
となります。
 この数値は、微細構造定数α=7.297352×10-3です。これで、電子のスピン速度はαcとなり、光速度c以内に収まり相対性理論に適応します。


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