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量子力学と意識の変容(宇宙と人間の無限性について)

量子力学をどのように生活に活用するか、量子力学と意識の変容とタイムトラベル・パワレルワールドの究極の可能性を探求します。

トマス・ヤングの実験と「光の波動性」

2012-02-14 | 日記
ニュートンの『光学』に刺激を受けていたトマス・ヤングは、
有名なヤングの実験をします。

これは、「光の波動性」を証明したものです。

ニュートンは、本人の意図としては、
「光は、粒子性で成り立つ微粒子であり、同時に波の性質を持っている」
と、考えていた節がありますが、

世間的には、粒子説を唱えていたと扱われ、
ロバート・フッククリスティアーン・ホイヘンスから、
粒子説での矛盾を非常に攻撃されていました。

(しかしながら、これはニュートンの責任ではありません。
 実際、光には「粒子・波動の二面性」があったのですから…)

この辺りから、「光」並びに「物質」の
粒子説」と「波動説」の真偽の論議が、
行ったり来たりしていくことになります。

トマス・ヤングの「光の波動性」の証明の後、
同じくニュートンを研究していたアインシュタインが、
今度は「光量子説」を発表するのです。

これは、ニュートンが考えていた「微粒子説」に近いものです。

(または、ニュートンの「微粒子」=「量子」と言えるかもしれません)

ニュートンが「光の微粒子」の存在を考えていたのは、
人間の目の器官で「光」を受信する際に、
夜空の星のような、かすかな光でもすぐに見える現象が、
「波動説」だけで考えると、説明がつかないことに因ります。

 網膜 視細胞


光の粒子性(ウキペディア)
粒子(量子)としての光を光子(光量子)という。光子は電磁場の量子化によって現れる量子の1つで、電磁相互作用を媒介する。ニュートンの光の粒子説によって唱えられた。現在の光子の概念はアインシュタインによって提唱された。


ヤングの実験(ウキペディア)
ヤングの実験(ヤングのじっけん)は、複スリットを用いた、光の干渉性を示す実験。1805年ころトーマス・ヤングが、光源からの光を平行な2つのスリットを通すと衝立上に干渉じまを生じることを示した。 光が波動であることを示す現象である。

二つのスリットの光がスクリーンに投影されるとき、両方の光が当たる中央部分が明るくなるという左の図は直感的にわかりやすい。たとえば舞台に複数のスポットライトをあてるような場合には実際にこのようになる。しかし光の間隔が非常に小さい場合、スクリーンには図右下のように縞模様が映し出される。これは光が干渉という、波に特徴的な性質を持っているためである。


トマス・ヤング(ウキペディア)
トマス・ヤング(Thomas Young, 1773年6月13日 - 1829年5月10日)はイギリスの物理学者。1794年、王立協会のフェローに選出される。1801年に王立研究所(英語版)の自然学の教授になり、医学の面では乱視や色の知覚などの研究をした(ヤング=ヘルムホルツの三色説)。また視覚の研究から光学の研究にむかい、光の干渉現象を再発見して(ヤングの実験)光の波動説を主張した。弾性体力学の基本定数ヤング率に名前を残している。ほかにエネルギー (energy) という用語を最初に用い、その概念を導入した。


ヤングは、ニュートンと併せて、
今日の光と色彩の理論の基礎を作った人です。

ヤング=ヘルムホルツの三色説(ウキペディア)
ヤング=ヘルムホルツの三色説(ヤング=ヘルムホルツのさんしょくせつ、Young-Helmholtz theory)は、トマス・ヤングの説を、ドイツの生理学者ヘルマン・フォン・ヘルムホルツが発展させた色覚学説の一つをいう。色覚に赤、緑、青(あるいは紫)の3要素があり、これらが同じ割合で刺激されると白色を感じる。色別は3要素の刺激の比率に応じて生じる、というものである。その後、網膜の色覚受容器である錐状体に、赤、緑、青 (RGB) に最もよく反応する3種が区別された。これらの要素の1つないし2つを欠くと色盲となり、感度の鈍いものは色弱となる。大部分の色盲表やカラーフィルム、カラーテレビはこの説を応用している。


このヤングの実験は、後に
「電子」でも同じことが起こることが予想され、実験されました。
それが、二重スリット実験です。

(※「今の科学は、昔と比べて次第に 進歩していることは事実ですが」


Thomas Young's Double Slit Experiment



Young's Double Slide Experiment


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