相対論効果

Schrodinger方程式には相対性理論の効果は全く考慮されていない。(ref1)
相対性理論は粒子の速度が光速に近くなったときに重要になる。原子中の電子で考えると、原子核電荷が大きくなるほど（重元素になるほど）電子を引きつける力が大きくなり電子の速度は光速に近づく。その結果、相対論効果（relativistic effect）が現れる。
この効果は次のように電子に影響する。
1) s、p軌道は縮む。（内殻電子は相対論効果の影響が大きく、縮む。それらに直行するs、p軌道も縮む。）
2) d、f軌道は膨らむ。（dとf軌道は内殻と呼ばれるエネルギー帯での電子密度が低い。そのためdとf軌道にはたらく相対論効果は小さい。しかし縮むsとp軌道による遮蔽は強くなるためBohr半径が広がる。）

相対性理論を取り込んだ量子力学の基礎方程式はDirac方程式である。

続く。。。（なかなか難しい）

ref1) すぐできる量子化学計算ビギナーズマニュアル, p180,
ref) ナノシミュレーション技術ハンドブック, p126

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2011/8/2
2011/8/6