| English | 意味 |
|---|---|
| wave–particle duality/weɪv ˈpɑːtɪkl djuːˈælɪti/ | 波動性・粒子性 |
| photon/ˈfəʊtɒn/ | 光子 |
光は波か粒子か？ はい。
- 回折と干渉は光が波であることを証明します。光電効果はそれが粒子であることを証明します。
- 両方は同時に真実です。光は somehow 両方であり、実験方法によってどちらの側面が見えるかが決まります。
- これは波と粒子の二重性と呼ばれ、量子物理学の奇妙な核心です。
- 通常「粒子」とされる電子でさえ、波のような振る舞いを見せます。
光はパケット単位で来る
- 光エネルギーは光子と呼ばれる微小な塊として存在します。
- 各光子はエネルギー $E = hf$ を持ちます——プランク定数 $h$ に周波数を掛け合わせたものです。
- 明るい光束にはより多くの光子が含まれますが、光子そのものが大きいわけではありません。
- 高周波数の光ほどエネルギーの高い光子を持ちます（青 > 赤；X線 > 可視光）。
単一光子のエネルギーは次式で与えられる：
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$E = hf$ — プランク定数に周波数を掛けたもの。
同じ色のより明るい光線には：
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明るい＝多数の光子；各光子のエネルギーは周波数のみに依存する。
各顔面が見せる時
- 光は干渉、回折、屈折においてその波的な側面を見せます。
- 物質に衝突した際にその粒子的な側面を見せます——電子を放出したり、検出器内の光子として観測されたりします。
- どちらの振る舞いを見るかは、光が変わったのではなく、実験に依存します。
- どちらかの図式だけでは不完全です。両方が必要です。
光は干渉と回折において ____ 的な性質を示す。
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干渉と回折は波動としての振る舞いである。
波動・粒子の二重性に関する すべての 正しい文を選択してください。
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光と物質はどちらも波動かつ粒子であり、光子は $E = hf$ を持つ。明るいとは光子の数が多いことであり、高エネルギーであることではない。
物質波もまた
- ルイ・ド・ブロイリーは、粒子にも波長があることを提案しました：$\lambda = \dfrac{h}{p}$。
- 結晶に撃ち込まれた電子は波のように回折し、それを裏付けています。
- 大きな物体は極端に小さな波長を持つため、その波動性を私たちは全く気づきません。
- 二重性は普遍的です。日常の大きさのものについては単に隠れているだけです。
波動か粒子かの証拠か？
光は両方の性質を示す。各実験が示すものを分類してください。
電子のような粒子も波長を持ち、回折することができる。
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ド・ブロイリーの $\lambda = h/p$ は電子回折によって確認された。
明るい光とは、よりエネルギーの高い光子ではなく、より多くの光子を意味します。単一光子のエネルギーは周波数（$E = hf$）によって固定されており、明るさではありません。したがって、暗い青色光でも、明るい赤色光よりもエネルギーの高い光子を持っています。
どちらが高エネルギーの光子を持つか？
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青い光は周波数が高いため、$E = hf$はより高いエネルギーを持つ光子をもたらします。
より高いエネルギーの光子を持つのは、赤色光か青色光か？
- 青色光は高い周波数を持つため、$E = hf$によりその光子はより多くのエネルギーを運ぶことになります。
- 赤色光を明るくしても、光子の数が増えるだけで、各光子のエネルギーは上昇しません。
波と粒子の二重性：光（および物質）は波かつ粒子の列として振る舞います。光はエネルギー $E = hf$ の光子として到来します——明るい光束はより多くの光子を持ちますが、光子そのものが大きいわけではありません。粒子でさえ波長（$\lambda = h/p$）を持ちますが、通常は気づくほど小さすぎます。