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ＴＥＤにて

コルム・ケレハー：光は粒子なのか？それとも波なのか？

（詳しくご覧になりたい場合は上記リンクからどうぞ）

光は、粒子なのか？それとも波なのか？

はっきり、どちらと決めて説明できるものでしょうか？これらの性質は相容れないものなのでしょうか？

この光と色のシリーズの第三回目でコルム・ケレハーが、光の持つ波と粒子の二面性と光。そして、色を見る仕組みを説明します。

不確定性原理にも深く関わってきます。

さらに、量子力学より先に、場の量子論を源にした標準理論があります。

こちらは、物理学の真髄。場の量子論の近似として量子力学を導出できます。

現在、２０２０年時点で人類の自然理解に対して、データ観測や数学的裏付けのある叡智の最高到達点です。

学ぶことで、光の他にも「物質とは、粒子なのか？それとも波なのか？」が明確になり「定義」として概念を精密に計算して理解できるようになります。

講師: コルム・ケレハー、アニメーション:ネルソン・ディアス ※このビデオの教材がed.ted.comにあります: http://ed.ted.com/lessons/is-light-a-particle-or-a-wave-colm-kelleher

机の上の黄色い鉛筆を見ると眼から脳にいろいろな情報が集まります。

鉛筆の長さ、色や形、鉛筆までの距離などの情報です。

この仕組みは、どうなっているのでしょう？

これを初めて科学的に考えたのが古代ギリシャ人です。光や視覚について科学的な理解を試みたのです。

プラトンやピタゴラス等のギリシャの哲学者は、光は眼から発せられ眼から出た小さなものが、遠くのものに届き情報を集めてくることによって、ものが見えると考えました。

その後、千年もしてからアラビアの科学者、アルハゼンが、古代のギリシャの論理は、理にかなわないと証明しました。

アルハゼンの説明では、眼は情報を集めるために何か、ものを発するのではなく単に届く光を集めているに過ぎないというのです。

アルハザンの説明では、ギリシャ人の上手く説明できなかった暗闇の説明がつくのです。実は、光を発する物体は、そうあるものではありません。

光を発するものは、限られていて、例えば、太陽とか電球とかが光源として知られています。

他の見えるものは殆ど、あの机の上の鉛筆のように光源からの光を反射しているだけで自ら光を放っているわけではありません。

鉛筆を見るとき、眼に入る光は、太陽から来たもので何百万キロも空っぽの宇宙を旅して鉛筆に反射され、見る人の眼に届くのです。想像しただけですごいですね。

ところで、太陽から出てくるのは、いったい何なのでしょう？

それがなぜ見えるのでしょう?

原子の様な粒子なのか？それとも、池の水面にできる小波のような波なのでしょうか？

近代の科学者は、この質問の答えを数百年に渡って探求してきました。

初期にはニュートンが、光はごく小さい原子の様な粒子からできていると信じ、これをcorpusclesと名づけました。

この考えをもとに光の持つ特性を説明しました。

例えば、屈折、空気から水に光が進むとき曲がって見えるあれです。しかし、天才でも時に間違えるのが科学というものです。

19世紀になり、ニュートンのずっと後になって科学者たちが、様々な実験を重ねた結果、光が原子の様な粒子であることは、不可能だと分かったのです。

まず、光が2方向から来て交わってもお互い何の作用もおこしません。もし、光が粒だとしたらA、という光線とB、という光線の粒の一部がぶつかり合いぶつかった粒子は、いろいろな方向に飛んでいくはずです。

でも、そうはなりません。光線はお互いの光線を素通りします。これはレーザポインターとチョークの粉で簡単に実験できます。

また、光の干渉縞も波である証拠です。干渉縞とは2つの波が一箇所にあるときに起こる特殊なパターンです。

2つの物体が、池に投げ込まれ静かな水面が乱れたときに見られます。これと同じ事が、近くにごく小さな2つの光源を置くことによって起こるのです。

干渉のパターンは波である証拠です。粒子では起こらないことです。おまけに、光が波のように振る舞う事から色の仕組みやなぜ鉛筆が黄色に見えるのかも説明できるようになりました。

では、光は波であると断言して良いかというとそう簡単なものではないのです。

20世紀になって、科学者は、さらに実験を重ね光が粒子のように振舞うということも分かったのです。

例えば、光を金属にあてると光のエネルギーが、金属の原子に渡されますが、量子と呼ばれるとびとびの値の塊で渡されます。

でも、干渉のような特性を無視するわけにはいきません。

ですから、この量子はニュートンの考えた小さな硬い丸い粒とは全く違うのです。光が粒子のようにも波のようにも振る舞うという特性から全く新しい物理学である量子力学が生まれました。

では、もう一度、考えて見ましょう。

「光って何でしょう？」

光とは、私たちの日常考える普通のものとは全く違うのです。時には粒子のように振る舞い、時には波のように振る舞うのですが、はっきりどちらとも言えない現象なのです。

不確定性原理にも深く関わってきます。

重要なのでもう一度。

さらに、量子力学より先に、場の量子論を源にした標準理論があります。

こちらは、物理学の真髄。場の量子論の近似として量子力学を導出できます。

現在、２０２０年時点で人類の自然理解に対して、データ観測や数学的裏付けのある叡智の最高到達点です。

学ぶことで、光の他にも「物質とは、粒子なのか？それとも波なのか？」が明確になり「定義」として概念を精密に計算して理解できるようになります。

真空中の電磁気のゆらぎによる波動などは、実在とは、とうてい思えません。18世紀の人々は、波には、波を伝える物質、エーテルが、必要だ！と考えていました。

さかのぼって、量子力学が産まれ始めたころ、絶対時空間であるエーテルという概念が根強くあり、これは、中世ヨーロッパから長く信じられてきた考え方で、信じていたかはわかりませんが、ニュートンやデカルトもひとまず取り入れていました。

それから１９００年代に、アインシュタインの特殊相対性理論とマイケルソン＝モーリー（Michelson=Morley)の実験から、検証されエーテルは完全否定されています。

光速度は、物理学の本質と深く関わる重要な普遍的基礎定数です。

光速度は、あまりに早いために、太古から無限大と考えられていました。近代になっても、例えば、ケプラーやデカルトですら、光速度は無限大と考えていました。

17世紀のガリレオガリレオも光速度は、有限と考え、しかも、これを実験と言う形で測定しようとした初めての人間です。

その後、レーマーとブラッドリーの天文学的方法によって、光速度の地上でのおおよその測定が可能となり、その後のフィゾーが、精密な測定に成功するまで光速度の具体的な測定が不可能でした。

違う側面からは、マクスウェルが電磁波の速度が、光速のと同じであると言う数学的な結論を出してからというもの、19世紀後半には、電気的方法で電磁波の速度を測定する実験が数多く行われました。

理論的には、マクスウェルが、電磁場の方程式を構築していましたが、現実的な実験段階になると混乱が生じています。

その後、テクノロジーの進展とともに測定方法も改善され、より安くより精密に光速度を測定できるようになります。

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[papatomom]

2024.9.22（秋分の日） 「暑さ寒さも彼岸まで」の言葉通り、秋彼岸の本日はクーラーのお世話にならずに過ごすことが出来た。 ニュースやSNSでは世間のいろんな問題が報じられているけれども、こちらは仕事や家の用事、地区の会議や行事などであいかわらず慌ただしく、他に目を向ける余裕がない日々が続いている。 先週も地区の八幡神社の秋祭りで、神輿の接待区だったため大忙しだった。 秋祭りの翌日、石川県の千丈温泉「清流」でお風呂とお食事をして疲れを癒す。 そんなこんなで、携帯で写真を撮ったりはするが、暑さのせいもありtumblrへの投稿はさぼり気味。そんな日々。

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[ken1ymd]

松野博一官房長官は６日午前の会見で、２０２２年の超過死亡が前年比で大幅に増加したとの推計について「近年の中では大きな数値」との認識を示した。その上で、新型コロナウイルスによる影響については、決定的な原因として断定するのは困難と語った。

国立感染症研究所などの研究班の分析によると、国内の死者数が例年の水準をどれだけ上回ったかを示す「超過死亡」について、２２年は約４万７０００人─約１１万３０００人の範囲と、２１年の１万１０００人─約５万人から倍増した。

新型コロナウイルスの流行が影響した可能性があるとされていることについて、松野官房長官は直接的や間接的な影響のほか、無関係な死亡も考えられることから「決定的な原因かを答えるのは困難」と述べた。

新型コロナウイルスのワクチン接種が超過死亡に繋がっているとのインターネット上での論調については、国内外の研究結果なども踏まえながら審議会で議論が行われているとの認識を示した。その上で、接種の継続についても「特段の懸念はないとの結果であった」と述べた。

[ookawauoten]

前濱食堂ヤマコメニュー紹介 【本まぐろカッチャキ丼】 生本まぐろの美味しいとこだけ丼ぶりです。 数量限定です。 #前濱食堂ヤマコ #大川魚店エスパルいわき店 #本まぐろ #数量限定 https://www.instagram.com/p/CnyBVnhvB6A/?igshid=NGJjMDIxMWI=

[mc108jp]

天然酵母無添加パン冷凍宅配専門店panKOROhime 自家製ピザ 先日、自家製天然酵母無添加ピザを作ってしまった世詩子😁 自家製マヨネーズソース、トマトソースも無添加😊 これはまた飲食店をやりたくなるような、もしくは誰でも自宅で作れるピザセットを作るべきそんな美味しいピザでした‼️ なんでも挑戦を選択する妻に感謝です🙇‍♂️ 見ていて飽きないですよ笑 いつもありがとう‼️ #焼きたてパン #panKOROhime #おすすめ #無添加 #天然酵母 #冷凍パン #宅配 #通販 #取り寄せ #専門店 #春よ恋 #八ヶ岳牛乳 #よつ葉バター #ホシノ酵母 #地養卵 #こだわり #SDGs #SDGs推進パートナー #ピザ #数量限定 #自家製 #うますぎる #パン屋 #山梨県 (天然酵母無添加パン冷凍宅配専門店 pankorohime) https://www.instagram.com/p/Cqc1eJBpsc1/?igshid=NGJjMDIxMWI=

[electrosquash]

Suddenly i'm being 12 year old and rocking out again

[misoyo-happy]

今日のランチ！

期間限定、数量限定のキングサーモンとイクラLOVER丼です。

昨日は売り切れちゃってたので、今日は早めに行きました。

美味しい〜╰(*´︶`*)╯♡

[donachiimei]

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[nuowas]

“诉山讼海”疑无路 “时间沙漏”将见底 郭文贵的“挤牙膏”式退款难掩“假破产”之恶意

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