The 7th Blog

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光について

2004年11月11日 22時44分34秒 | 物理にまつわる雑学を
以前、世界物理年の話をしましたが、
今日あたりから、少しそのあたりの話を書こうかと思います。
相対性理論や量子論を中心に宇宙論ぐらいまで書けたらと・・・
と、風呂敷を広げると大変なので、
とりあえずは、量子論でやめとくようにします。

でも個人的には、統一場理論について、
少しでも分かるようになりたいとはおもってるんですけどね。

そんなこんなで、最初の話は、
量子論の初めとなる光の話ですね。

光は、二重性があるとされています。
波と、粒子です。
つまり、光は、波であり同時に粒子であるということです。

光が波だとするのは、
光が干渉を行うからです。
一つの光源からでた光が、別々のルートをたどって、
スクリーンにたどり着くとき、そこに干渉縞がでます。

かつて光が波だとしたときに、
では、どうやって宇宙空間を伝わってくるのかと
論議になったことがありました。
波である光が空間を伝わるには触媒が必要だからです。

その触媒としてエーテルが言われました。
これがエーテル宇宙論ですね。

しかし、このエーテル宇宙論は、
光が電磁波の一種だと分かったことによって、
廃れていきます。

次に、光の粒子ですが、
これは、光が影を作る事からも言われています。
波ではあれば回折をしますので、
物体の後ろにくっきりと影はでないはずです。

光の粒子説をさらに後押ししたのが、
アインシュタインの出した光電効果に関する論文です。
アインシュタインは、光を粒子としてとらえることによって、
光電効果を説明したのです。

光電効果は、
光の色によって電子の飛び出すスピードが違い、
光の量によって電子の飛び出す量が違います。

ビリヤードに置き換えると分かりやすいと思います。
手玉の力(光の色)が強ければ当たった玉は行きよいよく飛び出します。
また、手玉の数(光の量)が多ければ、沢山の玉に当たり飛び出します。

光は、観測によって、
波の性質も、粒子の性質ももっていることが分かっています。
これが光の二重性ですね。

と簡単ですが、光を説明してみました。

素人が勉強しながら書いているので、
間違っているところもあると思いますが、
それは許してください。
逆に間違っている場合はご教授願えるとうれしいです。