真空放電について

 
先日こういう趣旨の記事を書きました。

電気の伝導は、瞬時の酸化・還元によるものである
http://oyoyo7.blog100.fc2.com/blog-entry-2767.html

結論を要約すると、


電流とは、電子の流れではなく、イオン化(酸化)が伝達する現象である。

・電子ではなく、イオン化。
・伝達するのであって、物質として流れるわけではない。

別の言い方をすると、電子は流れないということにもなります。
私はこう思いますね。

①:何らかの衝撃により、上図の原子は、左の還元(基底状態)から、右の酸化(励起状態)になる。
②:励起状態が元に基底状態に戻るときにエネルギーを放出し、それが隣の原子を励起させる。
③:これら一連のイオン化(酸化)と還元は、瞬時に行われる。
④:この伝達が、電流である。



化学、生化学、薬学の分野では、ごく普通に業務として、放射性物質を扱います。
その中で出てくるものとして、β線というものがあります。

電子の流れです。
原子核が崩壊するときに出てくるんですね。

当然ながら、その際にはエネルギーを放出し、その分の質量欠損は起こります。
そして崩壊した原子は、より小さな原子へと、元素転換して行きます。

ベータ粒子 (ウィキペディアより)

ベータ粒子(ベータりゅうし、英: Beta particle)は、放射線の一種で、その実体は電子または陽電子である。ベータ粒子の流れを、ベータ線と呼ぶ。普通「ベータ線」という場合は、負電荷を持った電子の流れを指す

原子核が[[β-崩壊]]してベータ粒子(電子)を放出



その一方で、『金属内を電子が流れる』
電気の分野では、このように説明されます。

流れると言いながら、本当に流れているところを見た人がいるのでしょうか??

読者さんから質問がありましたが、真空放電という現象があります。
一般的には、下記のような説明がなされます。

http://www8.ocn.ne.jp/~yohsuke/aurora_4.htm
(4)真空放電

 空気を封入したガラス管の両端の電極に,高い電圧をかけます。このままでは,ガラス管内では何事もおこらないのですが,真空ポンプでガラス管内の空気を抜いていくと,ガラス管内が光り出すことが確かめられたのです。真空放電と呼ばれる現象です。

真空にしたガラス管に微量のネオンを封入した放電管の例

 図1は,真空にしたガラス管に微量のネオンを封入した放電管の例で,発光の原理を説明したものです。放電管の陽極と陰極を高い電圧を加えると,陰極から陽極に向かって電子が流れるようになります。 図1の回路の途中に電流計を入れて測ると,ガラス管内に電流が流れていることが確かめられます。

 真空放電による発光のしくみをもう少し説明しておきます。ガラス管内が真空状態に近いため,空気分子同士の衝突は少なく,陰極近くに飛び出した電子は,陽極に引っぱられて走り出 します。走り出した電子の一部は,途中でネオン原子に衝突し,ネオン原子にエネルギーを与えるのです。エネルギーを得たネオン原子のいくつかは,最外郭電子が励起されて不安定になり,エネルギーを光りとして放出して安定な状態に戻る,これが真空放電です。

真空放電による発光のしくみ

 分かりやすくするため,最も簡単な水素原子の例で示したのが図2です。水素原子核の周りを回っている電子(左)に,余分なエネルギーをもった放電電子が衝突すると(中央),原子核の周りを回っていた電子はエネルギを得た分だけ軌道を変える(励起状態)。軌道が不安定なため,光を放出してもとの安定な軌道へと戻るのです。


 ガラス管の中に封入するガスを,水素,ヘリウム,酸素,ネオン・・・といろいろ変えて実験がくり返され,真空放電の光りの色は,衝突される原子・分子の種類によって決まっていることが明らかにされたのです。

 市販されている水素とヘリウムの放電管を使った実験例を図3に示しました。平成18年度放送大学宮城学習センターにおける「地球物理学実験1」を受講した学生が実験・撮影したものです。上が放電管が発光している様子で,下が簡易分光計による 放電管のスペクトル写真です。光の色は,波長によって定まっています。私たち人間の目に見える光,可視光線は,原子核の周りを回っている電子軌道の変化に対応していることもわかっています。オーロラの光が問題にされた頃には,水素原子,酸素分子,窒素分子,水銀原子,等多くの原子・分子のスペクトルは研究されており,沢山の波長の光が,どの原子・分子の,どのような電子軌道変化に対応する光りなのかも明らかになっていたのです。



図1において、電子が流れていると説明されていますね。
電子が流れながら、ネオンを励起させ、基底状態に戻るときに発光する。
こういう説明です。

でも、ここで本当に電子が流れているならば、陰極では質量欠損が起こり、陽極では質量の創造が起こっているはずです。
明らかに、陰極と陽極とは、距離が離れているのです。

そして同時に、放射線が出ているはずです。
薄いガラス管程度なら、突き抜ける可能性が高いかと思います。

そうでないと、β線との整合性がつかないですね。
ということは、どちらかが合っていて、どちらかが違っているということですね。

この真空放電のメカニズム。
電子は介在していないですね、おそらく。

励起したネオン原子が基底状態に戻るとき発光し、それが隣のネオン原子を励起させ、それがさらに隣りへと、、、
このサイクルが繰り返されているのでしょうね。

つまり、電子は介在していない。

現代科学ではうまく説明ができないので、電子が流れていると考えているのでしょう。
でもそう考えるならば、別の点で矛盾というか、整合性が取れなくなります。



金属内での電気の流れは、イオン化の伝達である。
電子の流れではない。

電池の中では、そうなんです。
イオンが流れているんです。

金属の中に電子があるならば、電池の中にもあるはずなんですが、何故だか電池の中では電子は流れないことになっているんです。
変ですね。

だから、金属内での電気の流れも、イオン化の伝達である。
こう考えたんですが、、、

その理由の一つは、『錆びた金属には電気は流れない』
こういう事実があります。

一般的には自由電子がどうのこうのと説明されますが。

一般的な励起であれば、構成原子の状態(錆び)に関わり合いなく、励起する条件が存在します。
それがないということは、電気の伝達は、一般的な励起現象ではないということを示唆していますね。

錆びるとは、イオン化するということです。
いわば伸び切ったバネのように、これ以上弾む(伸びる)ことはありません。

刺激を受け取ったときだけ、瞬間的に弾む(伸びる)。
この伝達が電流である。

伸び縮みしないと、ダメなんです。
ちょうど、海面の波のような感じですね。

水は上下に動いているだけで、岸に向かって動いているわけではありません。
それだと、陸地がなくなってしまいますね。

波だからこそ、電気は表面を伝わるんですね。
表皮効果とはそういうことでしょう。

ちなみに、錆びるということは、海水の表面が凍結するようなもの。
凍結すると、波は伝わらないですね。

原子表面に電子が出てきますが、他の原子へ移る訳ではありません。
隣へ伝わるだけです。

私はこう考えます。



私のモデルではこのイオン化も、広義の意味では、励起に範疇に入ります。
ヨウシ、チュウセイシが、交叉する竜巻の重なり合う点(原点)に来るかどうかが、ポイントです。

H+ ion 101

先のネオン管内部にあるネオン原子。

おそらくイオン化しているんでしょうね。
通常の励起ではありません。

一般的には、不活性だと考えられていますが。
おそらく金とか白金とか、安定な金属の方が電気を流しやすい(電気抵抗が低い)のと、関係がありそうですね。

 
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