>> 自然の科学 >  >> 物理

光子はいつ波のように振る舞いますか?

光子が *波として *または粒子として *または *のどちらかを振る舞うと言うのは正確ではありません。真実はより微妙です:光子は、波のような特性と粒子のような特性の両方を同時に示します 。これは、量子力学の基本的な概念である波粒子の二重性の本質です。

これが故障です:

光子が波のような動作を示す場合:

* 回折と干渉: 波のような光子は、狭いスリットを通過したり、障害物に遭遇したりするときに、回折(角を曲げる)と干渉(建設的で破壊的な干渉のパターンの作成)を可能にします。これは、ダブルスリット実験のような実験で明らかです。

* 偏光: 光子は偏光する可能性があります。つまり、電界は特定の方向に振動します。これは波の特性です。

* 電磁スペクトル: 異なる光の色は、波の異なる波長によく似た光子の波長(したがって周波数)の変動によるものです。

光子が粒子状の挙動を示す場合:

* 光電効果: 光子は、光電効果として知られるプロセスである金属表面から電子を排出できます。 単一の光子のエネルギーは、電子を排出できるかどうかを決定し、このエネルギーは量子化されているため、離散パケットに入っています。これは粒子状の特性です。

* コンプトン散乱: 光子が電子と衝突すると、エネルギーの一部を電子に移すことができ、光子が方向を変えてエネルギーを失います。この散乱挙動は、粒子衝突と一致しています。

* 光量子: 光子は光の基本的な量子であり、それは電磁放射の最小の不可分性単位です。

持ち帰り:

光子は弾丸のように飛び回る小さなボールではなく、波紋のように広がる連続波でもありません。代わりに、それらは、波のような行動と粒子のような行動の両方を示す量子エンティティです。どちらかを選択することは問題ではありません。むしろ、光子は自然の両方の側面を同時に示します。

光子の波粒子の二重性は、物理学の魅力的で基本的な概念であり、量子の世界を理解するための日常の直観の限界を示しています。

  1. 端子速度と速度は同じですか?
  2. 地球だけがすべてのオブジェクトに重力を発揮しますそれは本当ですか?
  3. 力の上に作用したオブジェクトは、同じ力の方向に何をするでしょうか?
  4. 熱砕屑性の流れとは何ですか?
  5. イベント現象を説明するために使用される原則または一連の原則は何ですか?
  6. 物理的特性の例は何ですか?