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電波と光は両方とも同じ電磁波で周波数が違うというだけのことでしょうか?
光には粒子としての性質もあると思うのですが、専門的に教えていただけると助かります。
どうぞ、よろしくお願いします。

gooドクター

A 回答 (5件)

#4一部訂正


マイクロ波の誘導放出使った増幅(メーザー)は、電波の量子性が関係してましたね。
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電波でも、波長の短い(電波として扱う上限あたりの)ミリ波からサブミリ波(波長が数mmから0.数mmくらい)になると、粒子的な性質も現れて来るようです。


電波望遠鏡の検出器には、粒子的な性質を使ったSISというタイプの検出器も使われるのだとか。

通常の周波数(数GHz以下)では、粒子としてのエネルギーが先の回答にあるように非常に低く、室温の熱擾乱(大体 30m eV 程度かな)よりも桁違いに小さいので、日常の生活環境では粒子的な性質が表だって見えることは、まずないかと思います。
(粒子的な振舞が見えるようなエネルギー障壁(#2さんの計算例だと μeV程度)は室温の熱擾乱で楽にのり超えてしまうので、、)
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この回答へのお礼

ありがとうございます。
先にも書きましたが、何とかして、光は波長のとても短い電磁波としてだけでは説明できない部分を簡単に知りたかったのです。

お礼日時:2006/06/21 15:23

 電磁波とは一般的に、「電磁場が真空中または物質中を光速度で伝播する波動・放射で、量子力学の立場からこれを量子化したものを光子と呼ぶ」と説明されます。

そして、電磁波はその周波数の相違により電波、マイクロ波、赤外線、可視光線(ふつうの光)、紫外線、X線、ガンマ線などに類別されます。ということで、電波と光の違いは周波数の相違だけです。
 光や電子は粒子性と波動性を併せ持つものとされていますが、ノーベル物理学賞を受賞した朝永振一郎博士はその著書「量子力学的世界像」の中でその特徴を、【光にしろ電子にしろ、それは粒子でも波でもなかったのである。それらのものはまったくわれわれが今まで知らなかった性質の「あるもの」であって、したがって、それについての概念をわれわれが未だかって一度も所有しなかったような「新奇なもの」である。】と語り、その本の表紙に「相合傘の下に並ぶ波子と粒雄」のイラストを示し、波と粒の両方の性質をもちながらそのどちらでもない特異な性質を見事に描き表しています。ちなみにそれまで波の性質をもつものとされていた光に、粒の性質つまり「光の粒子説」を主張したのがアインシュタインです。

参考URL:http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E7%A3%81% …
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この回答へのお礼

ありがとうございます。
光には電磁波としての性質のほか、別の性質があるとどこかで読みました。まだ未解明の分野だそうですが、そのあたりを概略でも良いので知りたかったのです。

お礼日時:2006/06/21 15:22

電波の場合は周波数が低いので粒子的性質はひとつの粒子のエネルギーが小さくなって非常に見えづらくなります。

ちなみに100MHz(TVのVHF)くらいの電磁波はひとつの粒子あたりのエネルギーは
E=プランク定数×振動数
=6.62*10^-34*100*10^6=6.62*10^-26ジュール
=4*10^-7 eV
となってきわめて小さい,逆に言うと東京タワーから出ている電波は粒子としてみるとものすごい数の粒子が放出されているということになります。
このような状態では,水の分子が集まって水の波ができていますが,水の分子がわからないのと同じで,粒子性はほとんど見ることはできません。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。電波にも粒子としての性質があるんですね。

お礼日時:2006/06/21 15:20

>電波と光は両方とも同じ電磁波で周波数が違うというだけのことでしょうか?


そうです。
>光には粒子としての性質もあると思うのですが
電波にもあります。

ただ波長が短いほど粒子的な性質が強くなりますので光の方が観察しやすいということはあります。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。基本的には同じということですね。

お礼日時:2006/06/21 15:19

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