微細構造

びさいこうぞう

原子が出す光のスペクトルの1本に見える線が、細かく見ると何本かに割れている構造。

1916年、ゾンマーフェルトは、ボーアの模型の円軌道を楕円軌道に広げ、さらに電子の速さに相対性理論を取り入れると、軌道の形によってエネルギーがわずかにずれ、線が割れることを示しました^[1]。その割れ方は測定とよく合いました。

このとき現れた約137分の1という数は「微細構造定数」と呼ばれ、電磁気の力の強さを表す基本定数として今も物理学の中心にあります。のちに、この一致は電子のスピンを含む正しい理論でも同じ答えになる、半ば偶然の成功だったことが分かります。