A 回答 (10件)
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No.10
- 回答日時:
#4ですが、追記を。
アインシュタインの光量子説とか、粒子も波とみなせるとか、間違ってはいませんが、全部100年以上前の、物質とはなにか?力とはなにか?がわからなったときの、量子論創世記の逸話です。科学史の話としては正しくても、光が波か、粒子かの答えにはなっていません。そういう論争があったというだけです。
現在は、場の量子論を中心に、素粒子の標準模型として、光を含めた力を伝える素粒子、物質を作る素粒子、すべてが、基本的には場の振動、すなわち波であるとされて理論化されている。その波が、相互作用を受けないときに、粒子として観測されたり、相互作用の中のエネルギー受け渡し単位として、まるで粒のように振る舞うだけで、いわゆる、物質が細かくなった、止まりうる、マクロから想像される粒子はこの世に存在しません。
まるで、100年前のあいまいな論争が、今でも続いているかのような説明は、回答をミスリードします。誤解なきよう。
No.9
- 回答日時:
どちらの面ももっています。
そしてすごいのはその事から光以外(電子とか色々)も粒子かつ波なんじゃ?と発想した事です。
それが量子論、量子力学に繋がっていくのです。
先人方は本当にすごいですよね。
No.8
- 回答日時:
まず経緯を言います。
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光は波であるという説が有力だった。
しかしそれだと光電効果を説明できない。
アインシュタインは光は粒子の「一面もある」とすれば、この現象も問題なく解決できると提唱した。
そしてそれは受け入れられた。
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これが光粒子説の出発です。
出だしからして「一面もある」というあいまいなものです。
アインシュタインはマクスウェルの電磁方程式(光波動説)の支持者でした。
そのために電磁方程式のローレンツ変換が成り立つ空間を提唱したくらいです。(『動いている物体の電気力学』現在の特殊相対性理論のこと)
波動説を葬ることはできませんでした。
今では「光には波動の一面があり、粒子の一面もある」となっています。
もう少し言い換えれば「ある方向から見れば波動であり、別の方から見ると粒子の性質を示す」となります。
電磁エネルギーの伝達手段という立場で光(電磁波)を論じたいと思えばそれに合った記述(光波動説)で光を述べた方がやりやすいし、
粒子や素粒子の相互作用のなかで光(光子)を論じたいならそれに合った記述(光粒子説)で光を述べた方がやりやすいし。
それだけのことです。
それで何の不都合もないので、「光はどっちか」という議論は今は意義をほとんど失っています。
この「物事を矛盾なく合理的に説明できるなら『そういう世界になっている』と認めて差し支えない」
というのは物理の歴史を貫くコンセプトであり、物理の発展のバックボーンでもあります。
これを理解することはとても大切なことです。
(なにしろ今では「電子とはそこに電子という「もの」があるのでなく、電子という性質を示す「数学的な点」があるのである、となっています。
物質波、ひも理論など、なぜそこにそのような点が現れるのかという説明の試みです。)
No.7
- 回答日時:
>光は波ですか?それとも直進ですか
まずこんな日本語ありません。
波動としての状況・現象が観測される、一方で粒子としての状況も観測される、現状はそれだけのことです。
No.6
- 回答日時:
群盲象を撫ぜるの例えのように、ある方法で実験すると波と言えたり(光の干渉)、別の方法で実験すると直進したり(レーザー距離計)、さらに別の方法で実験すると粒子と言えたりします(アインシュタインの検電箔の実験)。
しかし、その実態はまだ分かっていません。No.4
- 回答日時:
光は粒子でもあり、波でもあるという2面性をすこし見方を変えたほうがいいかもしれません。
素粒子の標準模型で考えれば、光子すなわち光を含む17種類の素粒子は、全て、空間に存在する場が、エネルギーによって励起し、それが振動として空間を伝わる現象として捉えられています。・全ては波
と考えるほうが断然わかりやすい。しかし、
・波はエネルギーの塊で、その塊が、相互作用がない場合のみ、粒子として振る舞うように見える。
・だから通常の粒子とは違う。弱い力を受ければ、粒子の種類さえ変わったりする。
・反粒子と一緒になると、消えたり、大きなエネルギーから突如発生したりする。
・これら不思議な現象も、すべては波と考えると、別に不思議ではない。
ってことかと。素粒子のうち、力を伝えるのがボゾン、物質を作るのがフェルミオンです。
素粒子の多くは儚い不安定な存在なのに、世の名の多くの物質が安定なのは、
・クオークが強い力で結合して出来る核子(中性子と陽子)
・電子
がマクロとしては安定して、それが、光子が伝える電磁気力で強く結びついているからです。
そして、光は空間をまっすぐ進みます。空間が曲がれば、曲がった空間を進みます。場は空間の性質。素粒子は場の振動、波だとすればこれもまた自然なことですね。
ただ、なぜ空間には場があるのか?これはだれにもわかっておらず、標準模型の上位概念の理論に、多くの物理学者がチャレンジしています。
No.2
- 回答日時:
難しい問題ですね。
光は波であり、粒子性でもあり、2面性を持っていると言われています。直進します。分かりやすく説明しているところを探したのですが。以下参考まで。
https://wakariyasuku.info/科学の進歩/光は粒か波か%ef%bc%9f%e3%80%80光の正体とは%ef%bc%9f/
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