内側を鏡のような光を反射させる物体で囲んだ球体の中に光を入れたらその光を持ち運ぶことは出来ますか？

内側を鏡のような光を反射させる物体で囲んだ球体の中に光を入れたらその光を持ち運ぶことは出来ますか？

質問者からの補足コメント

• その持ち運んだ後にその球体を壊すとその光はどうなりますか

    補足日時：2020/11/04 18:40

No.1 回答者： ほーほけきょッ 回答日時： 2020/11/04 18:34

内側が反射率100%ならば可能です。

ただし、その様子を外から確認することはできません。

No.2 回答者： XR500 回答日時： 2020/11/04 18:49

光も物質ですから球体内で無限に反射を繰り返すことはできません。

いつかは消えます。
永久運動器でそんなことが考えられたこともありました。

No.3 回答者： 美森 回答日時： 2020/11/04 19:56

「光を持ち運ぶ」方法ですか。

光を保存できる物質を作ることができれば可能になるかも知れません。そのような研究をしている人が居たような？朧気な記憶ですが。

No.4 回答者： d9win 回答日時： 2020/11/05 07:52

光は粒子の性質を有します。

例えば、高温の理想気体を入れた(熱容量の大きい)容器を考えます。気体分子は、容器の壁と衝突する度に運動量を失って、最後には容器と同じ温度になります。その時は、気体分子の運動量が容器の原子が熱振動する運動量と同じになっています(熱平衡状態)。
内壁で反射する光子も、反射壁と衝突する度にわずかであるが運動量のやり取りを行い、最後は熱平衡状態になります。その状態が”黒体輻射”状態です。したがって、ある温度の黒体内部の光は減衰することはありません。
すなわち、黒体を運ぶとその中の光も運ぶことが出来ます。しかしながら、その時の光は黒体輻射スペクトルと同じ振動数分布をしているものに限られます。逆に、容器の温度で特性付けられる振動数の光を、同じ状態のまま運ぶことは出来ません。
結局、高温に熱している物体が発する光は、その物体と共に運ぶことが出来るという当たり前のことを、上の説明は言っているのに過ぎません。

ちなみに、光と容器が熱平衡状態になる具体的な機構は、次のように説明出来ます。
光子は反射壁の電子と反応します。その際の運動量のやり取りの大きさは、光子が電子に衝突する際のコンプトン効果で表されます。それは、光子が衝突後に変わる角度をθとすると、光子の波長の変化量は、Δλ= (1 - cosθ)h/(m_0 c)と表されます(m_0は電子の質量, cは光速)。光子の運動量(h/λ)が変化しないのはθ=180°の場合に限られますが、それは光子が来た方向に完全反射される状況です。金属が光をほぼ100%反射するのは、光子と金属表面の自由電子がこのような反応をしているからです。ところが、金属の自由電子も金属原子の熱運動の影響を受けるので、常にθ=180°の反射となり得ません。このθ=180°からのずれに因って、光子の運動量は変化するのであろうと考えます。

No.5 回答者： tknakamuri 回答日時： 2020/11/05 13:12

例えば 99.99% という夢の反射率の鏡を発明したとしましょう。

鏡の間隔は 1 m として 1万回反射すると 光のエネルギーは
37% まで落ちます。経過時間は 1/(3×10^8) × 10000 ≒ 33 μs

0.01秒後には元の 1/(2x10^130) くらいに減衰します。
1秒後には・・・　光が取り出せたとしても、どんな検出器を使っても
検出不能でしょう(^^;