目次
22 関係: 励起状態、基底状態、原子番号、ナトリウム、ナトリウムランプ、ハミルトニアン、ヨゼフ・フォン・フラウンホーファー、ロベルト・ブンゼン、プリズム、フラウンホーファー線、フントの規則、グスタフ・キルヒホフ、スペクトル、スピン角運動量、スピン軌道相互作用、全角運動量量子数、遷移、角運動量の合成、軌道角運動量、準位、旋光、摂動。
励起状態
量子力学において、励起状態（れいきじょうたい、Excited state）は、（原子、分子、あるいは原子核といった）系のハミルトニアンの固有状態のうち、基底状態より高いエネルギーの全ての固有状態（量子状態）を指す。励起（Excitation）は、光、熱、電場、磁場などの外場によって引き起こされる。励起により、基底状態にあった固有状態は励起状態へ、励起状態にあった固有状態はより高いエネルギーを持った励起状態へ移る。 励起を引き起こすものは、上記以外にも電子や陽子、中性子、分子、イオンの入射、衝突や、フォノンなどによる励起もある。 密度汎関数法に基づくバンド計算では、励起状態が正しく求まる保証がない（→密度汎関数法参照）。
見る D線と励起状態
基底状態
基底状態（きていじょうたい、）とは、量子力学において、系の固有状態のうち最もエネルギーの低い状態をいう。 一方で、基底状態よりも高いエネルギーの固有状態は、励起状態と呼ぶ。 分子のような少数多体系であれば、基底状態は絶対零度の波動関数を意味する。しかし固体物理学では、有限温度での状態に対しても、素励起がなく、量子統計力学で記述される熱平衡状態をもって基底状態ということがある。これらは厳密には区別すべきものである。
見る D線と基底状態
原子番号
原子番号（げんしばんごう、）とは、核種を区別する量の一つでB.ポッフ ''et al.'', pp.13-14、原子核の中にある陽子の個数である。電荷を帯びていない中性原子においては、原子中の電子の数に等しい。通常は記号 で表されるが、これは「数」や「番号」を表す の頭文字から来ている。現在、元素の正式名称が決定している最大の原子番号はオガネソンの118である。 原子番号は元素の種類と対応しており、元素記号から原子番号が一意に決まるため、通常書くことはないが、明示する場合は元素記号の左に下付き添え字で書く。例えば、炭素の場合は で表す。
見る D線と原子番号
ナトリウム
ナトリウム（Natrium 、Natrium）は、原子番号11の元素、およびその単体金属のことである。ソジウム（ソディウム、sodium ）、ソーダ（曹達）ともいう。元素記号Na。原子量22.99。アルカリ金属元素、典型元素のひとつ。
見る D線とナトリウム
ナトリウムランプ
ナトリウムランプ（Natriumlamp、sodium vapor lamp）は、ナトリウム蒸気中のアーク放電による発光を利用したランプのことで、ナトリウム灯（ナトリウムとう）とも呼ばれる。1932年、オランダのギレス・ホルスト によって発明された（同じ年に高圧水銀灯もイギリスで発明されている）。 基本構造は水銀灯と同様で、放電を行う発光管とこれを覆う外管からなっていて、外管内部は真空となっている。これは原理上、高温でナトリウム蒸気を加熱する必要から断熱性を高め熱損失を少なくするためで、光の透過効率をあげ、電極や他の金属部の劣化を防ぐ効果も果たしている。電流-電圧特性も同じ負特性（電流が上昇すると管電圧が低下し、過電流で破損する）なので、リアクタンスとなる安定器を必要とする。
見る D線とナトリウムランプ
ハミルトニアン
ハミルトニアン（Hamiltonian）あるいはハミルトン関数、特性関数（とくせいかんすう）は、物理学におけるエネルギーに対応する物理量である。各物理系の持つ多くの性質は、ハミルトニアンによって特徴づけられる。名称はイギリスの物理学者ウィリアム・ローワン・ハミルトンに因む。 ここでは、古典力学（解析力学）と量子力学の2つの体系に分けて説明するが、量子力学が古典力学から発展した経緯から、両者は密接に関連する。ハミルトニアンはそれぞれの体系に応じて関数または演算子もしくは行列の形式をとる。例えば、古典力学においてはハミルトニアンは正準変数の関数であり、量子力学では正準変数を量子化した演算子（もしくは行列）の形をとる。
見る D線とハミルトニアン
ヨゼフ・フォン・フラウンホーファー
ヨゼフ・フォン・フラウンホーファー ヨゼフ・フォン・フラウンホーファー（Joseph von Fraunhofer、1787年3月6日『天文アマチュアのための望遠鏡光学・屈折編』pp.1-54「世界史の中の屈折望遠鏡」。 - 1826年6月7日）は、ドイツの光学機器製作者、物理学者である。太陽光のスペクトルの中のフラウンホーファー線、光学分野のフラウンホーファー回折に名前を残している。ドイツの応用研究と技術移転の機関「フラウンホーファー協会」は彼の名前に由来する。
ロベルト・ブンゼン
ロベルト・ヴィルヘルム・ブンゼン（Robert Wilhelm Bunsen、1811年3月31日（30日とも） – 1899年8月16日）は、ドイツの化学者である。自らが改良したバーナー（ブンゼンバーナーと呼ばれる）を利用して、グスタフ・キルヒホフと共に、分光学的方法で1860年にセシウム、1861年にルビジウムを発見した。
見る D線とロベルト・ブンゼン
プリズム
プリズム（）とは、光を分散・屈折・全反射・複屈折させるための光学素子であり、ガラス・水晶などの透明な媒質でできた多面体で、その面のうち少なくとも一組が平行でないものである。三角柱の形状をしたものが一般的である。 もとは「角柱」という意味の言葉であり、日本語では三稜鏡（さんりょうきょう）とも呼ばれた。
見る D線とプリズム
フラウンホーファー線
フラウンホーファー線（フラウンホーファーせん、Fraunhofer lines）は、太陽光等の連続した光のスペクトルにおいて、ところどころに生じている暗線のこと。光源から観測地点までの間に存在する様々な物質が、特定の波長の光を強く吸収するために生じる。
フントの規則
原子物理学におけるフントの規則（フントのきそく、Hund's rules）は、1927年頃にドイツの物理学者フリードリッヒ・フントによって定式化された一連の規則を指す。これらは多電子原子の基底状態に対応する項記号を決定するために使われる。第一規則は化学において特に重要であり、しばしば単にフントの規則と呼ばれる。 以下が3つの規則である。
見る D線とフントの規則
グスタフ・キルヒホフ
分光器を使っているキルヒホフ グスタフ・ロベルト・キルヒホフ（Gustav Robert Kirchhoff、1824年3月12日 - 1887年10月17日）は、プロイセン（現在のロシアのカリーニングラード州）生まれの物理学者。キルヒホフはドイツ語読みであり、英語読みではカーチョフとなる。電気回路におけるキルヒホッフの法則、放射エネルギーについてのキルヒホッフの法則、反応熱についてのキルヒホッフの法則は、どれも彼によってまとめられた法則である。
スペクトル
水素の輝線スペクトル（バルマー系列） スペクトル（、）とは、複雑な情報や信号をその成分に分解し、成分ごとの大小に従って配列したもののことである。2次元以上で図示されることが多く、その図自体のことをスペクトルと呼ぶこともある。 様々な領域で用いられる用語で、様々な意味を持つ。現代的な意味のスペクトルは、分光スペクトルか、それから派生した意味のものが多い。
見る D線とスペクトル
スピン角運動量
スピン角運動量（スピンかくうんどうりょう、spin angular momentum）は、電子をはじめとする量子力学上の素粒子や複合粒子の固有の「角運動量」とされる波動特性である。単にスピンとも呼ばれる。 スピンという呼称こそは古典的な物体のスピンすなわち自転に由来する。量子力学上のスピンには何かが回転しているといった意味は無いが、物体の回転と関わりがあることは否定されていない。単位は古典的スピンと同じやであり、多くの場合、換算プランク定数 hbar との比である量子数で表す。 なお、粒子の回転運動に由来する角運動量は軌道角運動量と呼ばれる。スピン角運動量と軌道角運動量の和を全角運動量と呼ぶ。
見る D線とスピン角運動量
スピン軌道相互作用
スピン軌道相互作用（、稀に）とは電子のスピンと、電子の軌道角運動量との相互作用のこと。 相対論的に取り扱われるディラック方程式（相対論的量子力学）では自然に導入される概念である。スピン軌道相互作用により、縮退していた電子のエネルギー固有値が分裂する。 ゲッパート＝マイヤーとイェンセンは、原子核の問題について、スピン軌道相互作用を導入した殻模型を用いれば、その準位の分裂から、実験的に知られていた安定な核子数、魔法数を説明できることを発見し、ノーベル賞を受賞した。 原子の最外殻電子ではスピン軌道相互作用によりスピン・軌道角運動量の向きがそろうことがある。常温の範囲では分裂した準位（LS多重項という）の中で最低エネルギーをもつ準位に状態がある確率が高い。最低エネルギーの多重項を知るためにフントの規則とよばれる実験則が有効である。
見る D線とスピン軌道相互作用
全角運動量量子数
全角運動量量子数（ぜんかくうんどうりょうりょうしすう、total angular momentum quantum number）は、軌道角運動量とスピン角運動量を結合することで与えられた粒子の全角運動量をパラメータ化するために量子力学で使われる量子数である。 粒子のスピン角運動量を 、軌道角運動量ベクトルを とした場合、全角運動量 は以下で表される。 関連する量子数に主全角運動量量子数 がある。 は以下の範囲のとびとびの整数である． ここで は方位量子数で はスピン量子数である。 全角運動量ベクトル と全角運動量量子数 の間の関係は以下のようになる。 このベクトルの 成分は以下のようになる。
見る D線と全角運動量量子数
遷移
遷移（せんい）とは、「うつりかわり」のこと。類義語として「変遷」「推移」などがある。 自然科学の分野では transition の訳語であり、一般に、何らかの事象（物）が、ある状態から別の状態へ変化すること。さまざまな分野で使われており、場合によって意味が異なることもある。以下に解説する。
見る D線と遷移
角運動量の合成
量子力学において角運動量の合成（かくうんどうりょうのごうせい）とは、別々の角運動量の固有状態から全角運動量の固有状態を作ることである。 例えば1つの粒子の場合、軌道角運動量とスピン角運動量との間にはスピン軌道相互作用とよばれる相互作用が存在し、完全な物理的描像はスピン-軌道の合成を含まなければならない。 また、ある決まった角運動量を持つ2つの荷電粒子の場合、クーロン力によって相互作用をし、2つの1粒子角運動量で全角運動量を合成することは2粒子シュレディンガー方程式を解くにあたって有効である。 どちらの場合でも、別々の角運動量はもはや保存量ではなく、2つの角運動量を合成したものが保存量となる。
見る D線と角運動量の合成
軌道角運動量
軌道角運動量（きどうかくうんどうりょう、）とは、特に量子力学において、位置とそれに共役な運動量の積で表される角運動量のことである。より一般的には、空間を伝播する波の自由度とされる。 量子力学の文脈においての軌道角運動は、原子中の電子ついていうことが多い。ただし、かつての原子核の周囲の軌道上を電子が天体のような公転運動する描像は現在では支持されていないことに注意すべきである。電子の全角運動量のうち、電子がその性質として持つスピン角運動量を除く部分が軌道角運動量である。 空間を飛び交う電子についても軌道角運動量は見積もられ、らせん状に伝播する電子ビームなどが研究されている。
見る D線と軌道角運動量
準位
準位（じゅんい）とは、量子力学の用語で、あるエネルギーをもつ量子状態のこと。エネルギー準位。
見る D線と準位
旋光
旋光（せんこう、optical rotation）とは、直線偏光がある物質中を通過した際に回転する現象である。この性質を示す物質や化合物は旋光性あるいは光学活性を持つ、と言われる。右に回転させることを右旋性、左に回転させることを左旋性と言う。不斉な分子（糖など）の溶液や、偏極面を持つ結晶（水晶）などの固体、偏極したスピンをもつ気体原子・分子で起こる。糖化学ではシロップの濃度を求めるのに、光学では偏光光は、進行方向に対し互いに直交する2つの面内を電場と磁場が同位相で正弦曲線を描いて進行している。今電場のみを考えると、自然光線では電場の進行波が進行方向を含むあらゆる方向の面に対称的に分布している。もし分布が対称的でない場合には、その光は偏光しているという。
見る D線と旋光
摂動
摂動（せつどう、 perturbation）とは、一般に力学系において、主要な力の寄与（主要項）による運動が、他の副次的な力の寄与（摂動項）によって乱される現象である。摂動という語は元来、古典力学において、ある天体の運動が他の天体から受ける引力によって乱れることを指していたが、その類推から量子力学において、粒子の運動が複数粒子の間に相互作用が働くことによって乱れることも指すようになった。なお、転じて摂動現象をもたらす副次的な力のことを摂動と呼ぶ場合がある。
見る D線と摂動