光はなぜ動くのですか

光が勝手に動き始める理由を教えて下さい。
照明器具や懐中電灯を点けると、いきなり全力で動き始めます。
粒子同士がぶつかって玉突きのように動くということはなんとなく分かるのですが、光は発動した瞬間に何のきっかけもなく照射元から逃げるように飛んでいきます。

No.12 ベストアンサー 回答者： Gracies 回答日時： 2015/12/20 23:58

#9 #11の補足です。

　＃１０の方の書かれておられることも、大事なご指摘だと思います。
　さまざまな考え方を、ごちゃ混ぜにすることは、良くないと思います。
　また、理論モデルであって、実際に、目には見えないものなので、これを確かめるには、いろんな工夫をしているわけです。
　従って、単純に見える図も、その人の考え方により、同じ現象でも、異なる場合もあれば、同じ物質でも、存在する場所によっても、違う動きがあるそうです。

　こうした基本的なことを踏まえて、敢えて、乱暴にも、御託を並べていることを、前提にしていますので、ご注意ください。

　まず、粒子の動きも、場所により違うようです。
　例えば、宇宙ならば、GIGAZINE様の「CERNの研究員が粒子の動きをトレース、ビッグバンの様子をCGで再現」によれば、
http://gigazine.net/news/20110802_bigbang_partic …　のような動きです。
　しかもその宇宙での光の速さは、Ａが静止していれば、どの方向に向かう光も、秒速299,792.5㎞（光速Ｃ） と観測されるらしいので、1秒間で、凡そ地球を7周半程度回る計算になるそうです。
　特に、懐中電灯から放たれるひかりとなると、空気抵抗や重力の影響等を受け、しかも光の粒子は、とても軽いそうなので、進む方向も、曲がりやすく、速度も若干遅くなるそうです。

　つまり、「玉突きのように動」いたり、「何のきっかけもなく照射元から逃げるように飛んでいく」とは限らないように思いますが、如何ですか？

No.11 回答者： Gracies 回答日時： 2015/12/19 19:55

何かの実験装置で観察なさったのでしょうか？

後は、それを元に頭の中で描いたイメージかな？と想像して答えています。

さて＃９の補足として、スイッチから電球のフィラメントに至るまでは、どうなっているのかも、補足説明します。
つまり、その前の線にも、電子があるんだという考え方です。
だから、スイッチを入れることで、その電子が、流れ、そして、それが、フィラメントを通して、さらに電球内の電子とぶつかると、光るという考え方です。
例えば、北海道電力の図だと、わかりやすいと思います。
http://www.hochan.jp/knows/ohm/

さて、最初の理由の、光は、スイッチを入れないと動かないか？ということから始めた方が良いと思います。
①スイッチを入れない場合には、電子は、一部が切れた状態になるので、線の中に、いっぱい溜まった状態で、結果、動かないというイメージになると思います。
②だから、スイッチを入れることにより、ちょうど、ダムが放水するように、蓋を開けるので、電子が流れるようになり、動くというイメージになると思います。
⓷それでは、勝手に動き始めるのか？というと、勝手にどこにでもではないと考えます。
例えば、懐中電灯であれば、豆電球との間をつなぐ線の中で動くイメージです。
　しかしながら、光となって発熱する状態を、放電といい、電子同士がぶつかって、発熱すると、その分電子が減っていくというイメージだと思います。
　だから、蓄電となる乾電池等が必要になるんだと思います。
　そしてその蓄電状態も、充電により、放電した分を補うことができれば持ちますが、使用している内に、充電器の物質等の劣化により、蓄電の力が減ると、電池が減って、その内使えなくなるように考えています。詳しくは、電池にもいろいろあり、蓄電方法も、充電方法もいろいろですから、長持ちのしくみも違ってはいるようです。
　但し、懐中電灯の外に、思いっきり飛び出すのではなく、電気をつけていると極端に言うと熱くなりますが、その発熱分が、蓄電装置に、元の状態で戻らなかった時に、電子のエネルギーが減ると思うのです。
リンクフリーの乾電池のしくみをご参照ください。
http://electric-facilities.jp/denki1/denchi.html

④「何のきっかけもなく照射元から逃げるように飛んでいきます。」
　何のきっかけもなくという意味が今一つ理解できませんが、「自由電子」のことでしょうか？
　このことについては、そもそも物質は原子からできているとか、光電効果のことなどを、丁寧に知らないとわかりにくいと思います。
　特に、懐中電灯のような場合、乾電池にも、乾電池を充てる版にも、金属が使われていますね。そうした中で、電子がどんな風に動いているかを知れば、もしかしたら、少しはわかりやすくなるのかと思うからです。
　つまり、以下の『物理の窓』様が、「光電効果」で、わかりやすく説明しておられます。
　http://james.3zoku.com/kojintekina.com/physics/p …
　これによれば、原子で出来ている金属内ではの原子の一番外側をまわっている電子は、核による束縛がゆるいので、比較的簡単にその束縛を断ち切ることができ、自由に振る舞う電子となり、金属内では膨大な数の自由電子がうようよしている。 そこで、このマイナスの電荷を持っている自由電子すべてが、スイッチを入れることで、ある特定の方向に動くと、いわゆる「電流」 になる。そして、この光のエネルギー をもらい受けた自由電子が金属の外に飛び出てくる。この現象は「光電効果」といい、これが放電だと私は考えました。
　そうしたイメージしかわかりません。

　但し、質問者様は、もしかしたら、太陽光の光の動きと、イメージがごちゃ混ぜになっていませんか？

　つまり、太陽光は、人工的に作り出したものではなく、ご質問者様流に言えば、太陽が勝手に、放っています。ですから、シャボン玉をみると、シャボン玉はいろんな色に光って見える部分がありますが、これは、太陽の光が、シャボン玉の液体で分光化されて見える虹のような状態と考えています。しかし、シャボン玉の中で、屈折的に反射しているところも、図示するとあるようです。しかも、そこに、2種以上の異なる色が重なると、白くなるので、色のついていない部分は白く見えると説明している方もおられます。
　例えばリンクフリーで説明しておられる「虹色実験室のシャボン玉・虹に関するところ」をお読みください。http://www.nijilab.com/
　ここでいう、人工的な光と、自然光の持つ要素は、質量ともに、その要因は大きく変わると思いますので、懐中電灯を通して空気中にある光エネルギーをも問題にしているのかどうかにより、また説明が変わると思いますが、それをも含むと、膨大な説明を要するのかもしれません。

No.10 回答者： fxq11011 回答日時： 2015/12/19 17:47

＞全力で動き始めます

この認識が間違い、勝手に決めつけているだけです、したがって質問が成り立ちません。
＞照射元から逃げるように飛んでいきます
見てきたように嘘を言い・・・、少なくとも目ではこんな状況は観測できません。

No.9 回答者： Gracies 回答日時： 2015/12/19 16:58

電球のしくみで説明したものがあります。

中国電力の図解の中ほどに書かれている「蛍光灯のしくみ」を見て下さい。

理由は、「スイッチを入れると、電球の中のフィラメントに高い電圧をかかり、そこから電子が飛び出すからです。しかも飛び出した電子同士がぶつかると、光が発せられるので、結局、光が、照射元から逃げるように飛んでいくように見えるからだ」と思います。

http://www.energia.co.jp/eland/chosatai/light.html

尚、ひかるしくみについては、同じサイトのこちら。
https://www.chuden.co.jp/kids/denkipaper/2011/67 …

No.8 回答者： rinkun 回答日時： 2015/12/17 08:24

動くのが光だからとしか言い様がないですね。

常に動いているのが光ですから、逆に止まっている光というものは存在し得ないのです。

No.7 回答者： puyo3155 回答日時： 2015/12/16 20:08

なぜ動き出すか？を光に問えば、

「そこに、空間（場）があるからだ・・・」

と答えるかもしれませんね。

光は、粒子とみれば、光子という素粒子になります。言わばエネルギーの粒のようなものですが、質量がなく、空間に止まることが出来ません。生成、消滅、吸収、放出、反射などを繰り返しますが、それがまさに全力で動き始めることに該当しますね。

光は、波とみれば、電磁波という波動ともいえます。水面の波とは根本的な仕組みは違いますが、波という性質上、やはり止まることが出来ません。水面に意思を投げたら、波紋が広がるように、電灯をつければ、電磁波という波が、四方八方に広がります。

いずれにせよ、光の速度はとても早いので、移動しているイメージは持ちにくいですが、概ねイメージはあっていると思います。

No.6 回答者： uen_sap 回答日時： 2015/12/16 16:55

意味不明？

勝手に動き始める？
光が動くところを見たことはありません。

No.5 回答者： mapascal 回答日時： 2015/12/16 12:13

光は質量が無いので、いきなり最高速の光速まで加速してしまうのです。

No.4 回答者： chiha2525 回答日時： 2015/12/16 11:46

光って何？　という質問に近いでしょうか。

なまじっか”見えて”しまうので、モノのような気がするのかもしれませんが物質ではないんです。光の速さはものすごく速いですが、その速度でしか存在できないようなものです。
また、火をつけたり電灯をつけたりすると無かった光が生じるように感じますが、光の正体は電磁波であり、実は全ての物質は電磁波を放射しているのです。温度などによって出る電磁波の周波数や量が違うので光を出しているとは見えないのですが、全てのものから光と同等に電磁波が出ています。

wiki 光
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%85%89

No.3 回答者： psytex1 回答日時： 2015/12/16 10:16

光＝光子＝量子は、エネルギーの最小単位（エネルギーの実体）です。

電流が流れる場合も、物体がぶつかる場合も、ミクロに見れば量子の伝達です。
「伝達」して行った先に、行き止まりがあれば、光子として飛び出すのです。

たとえば、電子のような荷電粒子を飛ばして磁場で曲げると、運動量が
つんのめって、元の軌道の延長に光子が飛び出します（シンクロトロン放射光）。