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量子(quantum)=光子(photon)でよいですか?
すると量子力学とは、光子の挙動にかんする力学ってことでよいのでしょーか?

A 回答 (9件)

ずばり単純な言い方をすると、量子とは、保存量の拡張みたいなもんです。


マクロな世界では、保存量とは、エネルギー、運動量、角運動量ぐらいですが、
ミクロな世界では、さまざま出てきます、しかもそれらは、飛び飛びの値を取るということですな。
従って、量子は量子数という数値で、現象を解析する手助けとなっていくわけであります。
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>光速で動いて光エネルギーを運ぶ光子の質量はどれくらいでしょーか。



ゼロです。
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量子とは、物理量の最小単位・・・という意味で使われる場合が多いですね。

連続だと思っていた量が、ミクロにみると、ある量の整数倍になるってこと。
その概念を量子といいます。

量子は、今わかっている最小単位までたどれば、素粒子に行きつく。力を伝えるボゾンと、物質を作るフェルミオン、あわせて17種類あり、光子はそのうちの、電磁気力を伝えるボゾンの一種です。古典論でいう、電磁波が、量子化されたもの・・・という言い方もできますね。

なので、

量子(quantum)=光子(photon)

は違いますね。

量子力学とは、光子の挙動にかんする力学ってことでよいのでしょーか?

これも違います。量子力学は、ミクロな現象を総合的に扱う理論で、光子や電子など、すべての素粒子を対象とします。
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この回答へのお礼

電磁気力を伝える光子は光エネルギーを運ぶ。
光速で動いて光エネルギーを運ぶ光子の質量はどれくらいでしょーか。

お礼日時:2019/02/19 06:46

言うなれば、野菜と白菜。

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古典力学では、物理量を有理数として扱います。



しかし、物体を原子レベルまで分解すると分かるように、たとえば物体の質量は有理数には、なりません。
原子1個分の質量の次は、原子2個分の質量。
原子1.24個分のような中途半端な数字は取れないのです。

これは質量に限らずエネルギー等についても同様です。
細かく分解すると、中途半端な数字は取れないのです。
これを量子化と言います。
量子化された物理量について扱うものが量子論です。
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量子>光子

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量子は、光子も含む、もっと広い概念。


光子以外だと、電子、中性子、陽子、ニュートリノ、クォークなども量子。
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イイや。



光子は量子だけど、光子以外にも電子とか、中性子とか、素粒子のうちのニュートリノとかも量子もイロイロですがな。
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この回答へのお礼

一番不思議なふるまいをするのがみつこではないの?
みつこのこともっとよく調べんとね。

お礼日時:2019/02/18 14:59

ん~。



字が違う。


BYみつこ。
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この回答へのお礼

みつことりょうこの物語ってか。
訊くんでなかった。

お礼日時:2019/02/18 15:01

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Aベストアンサー

自然科学が他の学問と比べて信用ができる根拠は、コロンブスの卵のように、一度解ってしまったら当たり前なことばかりなことからです。解ったと言われながら論理が込み入っていて、それを理解するのが難解な場合、自然科学者はその理論を信用しません。その点が、自然科学が人文科学と際立って違うところです。

でも、物理学ですでに確立されている理論が多くの人には難解に見える。それは事実です。でもそれは、その理論を記述している固有な言葉遣いに慣れていないからに過ぎません。それは、ちょうどフランス語を習い始めた日本人にはフランス語がちんぷんかんぷんで難解に聞こえるのと同じです。でも、フランスでは4歳の子供でも流暢なフランス語を話しています。要するに慣れなのです。

もちろん、自然科学といえども難解な問題というのがあります。それは、その理論が未完の場合です。読んで字の如し、未完の問題ですので、未知の部分が多過ぎて、その理論を提示した本人も自分で何を言っているか解らない。だから誰が読んでも解らない。そんな問題なら物理学にはいっぱいあります。

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それに比べて、物質界だけに限った素粒子論や原子物理学や物性物理や天体物理学や宇宙論の研究対象は、生物や人間の振る舞いに比べて桁違いに単純な現象を取り扱っているので、その難解度は、複雑系の物理学と比べて桁違いに小さいです。

人類が対象としている自然科学の領域で、特に物理学が精密科学と呼ばれ多大な成功を収め信用されているのは、物理学が今まで対象としてきたものが自然界の中でも最も簡単な事象を対象としてきたからです。簡単だから解ける。だから信用ができる。実は、物理学者はこの自然界には彼らが対象としている現象よりもはるかに複雑で難解な事象が存在していることは承知しているのです。でも、そんな問題は今の人類の知的蓄積の段階では解けないことも知っている。だから、今の時点でも解けそうな極端に簡単なほんの少しの事象にその興味を限ることにして、今までやってきたのです。そして、そんなほんの少しのことが解るようになっただけで、これだけ目の見張る片大の技術革新に貢献できたのです。

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温度=粒子運動エネルギー量平均
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昔は電子のことは知られていませんでした。

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素粒子物理学の標準理論という理論では、陽子は3個のクォークが結合してできている。
クォークは6種類がある。そのうち、アップクォーク(記号uと書く)2個とダウンクォーク(記号dと書く)1個が結合してuudが陽子を構成している。
uの電荷は(+2/3)e,dの電荷は(-1/3)eで合計は+eである。クォークを単独で取り出すことはできないので、分数の電荷が現れることはない。中性子はuddの構成なので、電荷は0である。
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しかし、1/3,2/3という分数が出て来るとは意外でした。また新しい疑問が出てしまった。「現実の世界がそうなっている」と認めるしかないでしょう。

陽子の質量は電子の1800倍もあるのに、
なぜ電気量の大きさは同じなのでしょうか
陽子の電気量はもっと大きくてもよさそうな気がするのですけど…>

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Q地動説の根拠を素人にもわかるように説明するとしたら、どうなりますか?

ウィキによると、
アリスタルコス
コペルニクス
ガリレオ
ニュートン
という人たちの学説によっても、地動説が万人を納得させることはできなかったようです。
また、2014年、アメリカ科学振興協会は、アメリカ人の約4人に1人は、いまだ地球が太陽の周りを公転していることを知らないという結果を公表している、とのこと。
ローマ教皇庁ならびにカトリックが正式に天動説を放棄し、地動説を承認したのは、1992年の事であったとも。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%9C%B0%E5%8B%95%E8%AA%AC

地動説の根拠を素人にもわかるように記述することは可能でしょうか?
それとも、相当の科学的知識がないと理解は難しいものですか?
普通の言葉で地動説を説明できますか?
ということです。

Aベストアンサー

>地動説は確定的ではない、というお立場ですね。

いいえ、私の本当の気持ちは、地動説って多分正しいんだろうと思っています。ただし、それを本気になって自分で確認し、

「そーなんだよ。地球が太陽の周りを回っているんだよ!ユーレカ、ユーレカ」

と言いながら外の飛び出したくなる衝動に駆られたことがないので、私自身は地動説が正しいかどうか分からないと言っているだけです。

でも私は、長年の研究生活で、どうすれば、自分自身で地動説を確信できるかの方法は知っていますよ。ケプラーがやったことを追体験すれば良いのです。まず、惑星が太陽の周りを「円運動」しているという仮説を立てて、先人たちが書き残したあの膨大な観測資料との整合性を調べる。ケプラーの時は、欠けた部分の資料を自分自身で観測して補完したと聞いています。その観測だけでも年単位の時間がかかっていると思います。その結果、ケプラーは驚いたんだと思います。なんと、その仮説が間違っていたことを発見したからです。

その後、彼は悶々としながら長い間悩んだんだと思います。そしてある時、

「ちょっと待て、これって楕円運動じゃないの?」

って閃いた。そこで、改めてその新しい仮説を使っって観測値を整理した。そうしたら、ドンピシャと合った。ケプラーはその時、

「ユーレカ!」

って叫んだんじゃないでしょうか。だからケプラーは、誰かが筋の通ったことを言っているので、多分それが正しいんだろう、なんてレベルで解ったつもりになっているのではなくて、体で解っちゃたんじゃないでしょうか。

だからもし私がその主張を体で同意するためには、このケプラーの経験を追体験すれば良いと思っています。それまでは、私は

「みんなそう言っているけど、本当のところは私は知らない」

と思っています。でも、私はそこまでして解ろうとはしません。

何故ならその追体験をするには、地球を中心とした座標から太陽を中心とした座標系に移る幾何学の理解や、膨大な資料との突き合わせなど、大変な準備と時間が必要なことを知っているからです。そしてもっと重要なことは、その大変な努力をした後で、やはりケプラーが正しかったという結論が出てきてしまうような気がしているからです。膨大な努力と時間を費やした後で、

「皆さん知ってますか?やはりケプラーは正しかったんですよ!」

なんて皆に言って回ったら、

「何を今更。あんた頭おかしいんじゃないの」

て言われてしまうことが今から想像できるのです。

そんな仕事をするよりも、皆さんが現在解っている気になっている事象で、実はそれが違っているんじゃないか、本当はこうなんじゃないかという問題が私の頭の中にいくつも蠢いている。

「ユーレカ、ユーレカ、皆さんが今までそう思っていたけど、実はその反対が正しかったんですよ!」

ってな仕事をしたい。私にはケプラーの追体験をしている時間がないのです。

だから、地動説は確定しているんだと思ってはいるけど、教科書にそう書いてあったとか、フーコーの振り子だとか、コリオリの力とか、年周視差だとかを学校で教わったと言う以外に、私にはそれを体で納得した経験をまだしたことがない、というのが私の立ち位置です。そして、私の研究室に入ってきた若い連中に、上記のことを話して、

「本当のことを言うと、あんたがたは地動説に関して洗脳されているだけで、本当のところはまだ体得していないんだ」

と檄を飛ばしているのです。

誤解なきように。洗脳は必ずしも悪いことじゃない。屁理屈ばかり言ってまだ自分で考える能力のない連中を正しい主張で洗脳することは、社会に出て余計な摩擦を起こさない人生を送れるようになるために、教育上好ましいことなんだから。

>地動説は確定的ではない、というお立場ですね。

いいえ、私の本当の気持ちは、地動説って多分正しいんだろうと思っています。ただし、それを本気になって自分で確認し、

「そーなんだよ。地球が太陽の周りを回っているんだよ!ユーレカ、ユーレカ」

と言いながら外の飛び出したくなる衝動に駆られたことがないので、私自身は地動説が正しいかどうか分からないと言っているだけです。

でも私は、長年の研究生活で、どうすれば、自分自身で地動説を確信できるかの方法は知っていますよ。ケプラーがやったこと...続きを読む

Q神の数式 完全版 第2回「重さはどこから生まれるのか ~自発的対称性の破れ 驚異の逆転劇~」

ごちゃまぜにならないはずの右巻きと左巻きのクォーク同士が現実にはくっついてしまい、異常なペアとして空間上に消えずに残るというのです。

https://tvmatome.net/archives/11592

この説明は非常に面白かったです。この当たりの数式を、解り易く説明している本はないでしょうか?

Aベストアンサー

スティーブン・ワインバーグが参考にした研究論文が、ピーター・ヒッグスの「ゲージ粒子の質量と対称性の破れ」
の論文を読むのと、南部洋一郎博士の自発的対称性の破れに関する書籍を読むしかありません。
https://tvmatome.net/archives/11592以上易しく書くことは出来ないと思います。
この中で既に、易しく書いたため間違いがあります。重さ=質量ではありません。
重さ=重力です。この中にも書かれているように、質量間に発生する重力の解明が課題として残っていますね。

Q我々の住むこの世界がなぜ4次元かということについて、数学的あるいは物理学的に考察した記事や書籍などを

我々の住むこの世界がなぜ4次元かということについて、数学的あるいは物理学的に考察した記事や書籍などをご存知ありませんか?
例えば以下のようなページなど
https://news.mynavi.jp/article/20171031-a030/
海外のものでも構いません。

Aベストアンサー

>我々の住むこの世界がなぜ4次元かということについて、数学的あるいは物理学的に考察した記事や書籍などをご存知ありませんか?

空間は3次元、時間を足して4次元なので、自明かと。

物理学の悩みは、数学的には何次元でも可能な論議が、なぜ、この世は一定の次元に決まるのか?ということ。
例えば超弦理論により、弦の振動エネルギーを足しあわせて、標準模型の素粒子と矛盾なくするには、10次元が必須。
だとすれば、見えない次元は、コンパクト化されているはず・・・

という論理ですね。次元の必然性の疑問が、なぜ、見えない次元がコンパクト化されているかに、問題がすりかわっただけですが、
次元が、自由な値を取れないことがわかってきただけでも、進展なのでしょう。

超弦理論の本を読んでみてくださいね。

Q科学理論の発見について

科学は、1番に発見した人の功績が称えられます。よって発見は競争です。
仮に、ある理論を発見した際、
研究者数人に、その研究成果をメールした場合、後で争いになったら、そのメールは効力はあるのでしょうか?
それとも、論文が認可されないと、効力はないのでしょうか?

Aベストアンサー

天文学の世界ではメールで新天体の発見報告を国ごとのその天体の分野の統括している人に報告を送るそうですよ。
何日の何時何分にどこで新天体を発見したと…。
超新星の新発見ハンターで有名な方が日本のアマチュア観測家ですね。
昔は電報などを使用して順位を争ったようですが、今はメールで発見報告です。
その後にプロの学者が再確認し、他の可能性を潰して発見認定です。科学の世界ですから無闇矢鱈にメールだけでとはならないです。
昔は彗星でもアマチュアのハンターが世界中に居たのですが、今は大きな天文台や宇宙探査機にとって変わられてしまい、アマチュアのハンターが新彗星を発見すると業界では大きなニュースになります。

でも、ご質問のような例は希にあるようです。
数学のある難問(賞金が掛かっていた7つの難問)のうちの一つが、ある日突然、回答がネットで公開されたことがあります。
誰が解いたのだろう…多分あの学者だ…でも本当か…誰も判らない…。
何人もの数学者が何年も掛かってその論文が正しいことを認めたことがあります。
正しいと判った頃には、ネットに公開した人は、やはり最初の予想の人だと判ったのですが、賞金の受取を辞退したそうです。
賞金よりも難問を解いた方に喜びが大きかったようですね。

新元素の発見でも、発見競争がありましたね。
原子番号113のニホニウムNhは、色々な国の研究所で私が最初だ!という研究所が多かったのですが、国際機関で協議した結果、日本の研究機関が実験の再現性や正確性で最初と認定されています。

質問の設定がちょっと極端というか、何段階もすっとばしている感じがするのですが、数学では過去にありましたし、
物理や天文学では検証する制度や機関があります。

天文学の世界ではメールで新天体の発見報告を国ごとのその天体の分野の統括している人に報告を送るそうですよ。
何日の何時何分にどこで新天体を発見したと…。
超新星の新発見ハンターで有名な方が日本のアマチュア観測家ですね。
昔は電報などを使用して順位を争ったようですが、今はメールで発見報告です。
その後にプロの学者が再確認し、他の可能性を潰して発見認定です。科学の世界ですから無闇矢鱈にメールだけでとはならないです。
昔は彗星でもアマチュアのハンターが世界中に居たのですが、今は大きな天...続きを読む


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