波のような動作:
* 回折と干渉: 光は障害物(回折)の周りを曲がり、波が重複すると干渉パターンを作成できます(水波と同様)。
* 偏光: 光は偏光する可能性があります。つまり、その振動は、ロープを上下または左右に振動する方法と同様に、特定の平面に制限されています。
* 電磁スペクトル: 異なる色の色、さらには無線波やX線などの目に見えない形でさえ、電磁波の波長と周波数の変動にすぎません。
粒子状の挙動:
* 光電効果: 光が金属表面に衝突すると、電子を排出できます。排出された電子のエネルギーは、その強度ではなく、光の周波数に依存します。これは、光が光子と呼ばれるエネルギーの個別のパケットで構成されていることを示唆しています。
* コンプトン散乱: 光が電子と相互作用すると、エネルギーを失い、方向を変える可能性があります。このエネルギー損失は、ビリヤードボールの衝突のように、電子にエネルギーを失う光子によって説明されます。
* ブラックボディ放射: ホットオブジェクトは、光のスペクトルを放出します。スペクトルのピークは、温度が上昇するにつれてより高い周波数にシフトします。この現象は、光エネルギー(光子)の量子化によって説明されます。
二重性の調整:
光と粒子の両方が同時に動作しないことを理解することが重要です。 これらのさまざまな側面を明らかにするのは、私たちが光を観察し、相互作用する方法です。
* 光がその波長よりも大きいオブジェクトと相互作用すると波の動作が観察されます (回折や干渉のように)。
* 光がその波長よりも小さいオブジェクトと相互作用すると粒子の挙動が観察されます (光電効果やコンプトン散乱など)。
量子力学 モデルは、光は古典的な意味では波や粒子ではなく、量子現象であると述べることにより、この二重性を説明します。 波と粒子の両方の特性を備えています。 この概念は、光と物質の性質についての理解の中心的な部分です。