EMANの物理学 過去ログ No.2731 〜

 ● 光量子の振幅について

  投稿者:凡人 - 2007/10/06(Sat) 10:03  No.2731 
光量子の波長については、具体的な値についてイメージ出来るのですが、振幅長についてはイメージ出来ません。
光量子の振幅長はどういった値になるのか、どなたかお教えていただけないでしょうか。
<<追伸>>
「振幅長」とは、時空上における振幅長の事です。

  投稿者:はっしー帝國 - 2007/10/06(Sat) 15:09  No.2738  <Home>
凡人さんひつこく登場してスイマセン。
(じゃじゃじゃじゃん)

振幅は波の強さなので光なら明るさ(まぶしさ?)、音波なら音量ですよね。
音波を量子化したフォノンはボーズ粒子だそうです。

振幅は量子の何の大きさでしょう?
wikiの「フォノン」には
>フォノンひとつが、ある振動数を持つモードの単位をあらわし、振幅が大きくなるつまり振動が激しくなることはフォノンの数が増えることであらわされる。 フォノンの持つエネルギーは格子の熱振動のエネルギーである。

つまり個数を意味しているようですね。

  投稿者:明男 - 2007/10/06(Sat) 17:27  No.2741 
教えると言うほどの確信はないのですが、ヒントをいくつか。
ただ、私には結構微妙な問題に思えます。
まず、再確認ですが、光は波の性質を持ちますが、一般の波そのものではありません。一般とは物質的媒体の連続振動による波のことです。
通常目にする光は振動数・振幅・位相・偏光面がアンサンブルしたものであり、単色光(一定の波長)でさえ、位相や偏光が
揃っていないのが普通です。このとき、強い光とはほぼ光量子の数と言っていいのでしょう。個々の光子のエネルギーの総和と考えられます。
次にレーザーなど波長・位相・(偏光)が揃ったいわゆるコヒーレントな光です。このときレーザーの強さもワットなどで表しますが、強さをエネルギー密度(の単位時間あたりのながれ)と考えると電磁波としては振幅にあたる電(磁)場から、1/2(εE^2+1/μ・B^2)で表されることは周知のとおりです。
レーザにおいても強さが光子の数と関係することを考え合わせると、波長・位相の揃った光子が電(磁)場を強め合う結果となって辻褄が合います。レーザーが(光としては電荷を持たないのに)強力な高電場を持つことは光子数と波としての振幅が無縁でないことを示唆する気がします。
最後に光子一個の様な極端な例を考えると、その強さはエネルギーそのもので、hνで表され、振幅はそれに見合った電(磁)場と考えられます。ただし、ここでも振動数の高い、つまりエネルギーの大きい光子は波より粒子性が強くなることを念頭に置かねばならないと思います。
以上から、光の振幅がどのようにイメージされるかは「あなた」次第ですw。
追伸・・・「振幅長」って波の物理用語ですか?聞いたことないですが。。。
長々、失礼。

  投稿者:凡人 - 2007/10/06(Sat) 17:58  No.2742 
>追伸・・・「振幅長」って波の物理用語ですか?聞いたことないですが。。。
すみませんが、「振幅長」は、私が磁界や電界の振幅ではなく、空間的な振幅であるという意味ことが分かり易くなるように私が造った言葉です。
正しい用語がありましたら、どうかお教えください。
ところで、アスペの実験を想起して、光量子の空間的波動というのは、観測問題と絡んでいる事を思い出しました。
そうだとすれば、一筋縄では理解できないのかもしれませんね。

<<追伸>>
>以上から、光の振幅がどのようにイメージされるかは「あなた」次第ですw。
光には、屈折、反射、偏向、回折、干渉などの光学現象ありますので、これらの現象と整合するイメージを掴まなければならないと思うのですが、いかがでしょうか?

  投稿者:はっしー帝國 - 2007/10/06(Sat) 23:32  No.2743  <Home>
>「振幅長」とは、時空上における振幅長の事です。

>ところで、アスペの実験を想起して、光量子の空間的波動というのは、観測問題と絡んでいる事を思い出しました。そうだとすれば、一筋縄では理解できないのかもしれませんね。

量子ポテンシャル、つまりパイロットウェイブを話題にしてたのですね。

参考サイトです。
http://wwwndc.tokai-sc.jaea.go.jp/JNDC/ND-news/pdf76/No76-08.pdf

このサイトをよく見れば答えが解るかも知れませんョ。

2.2 量子ポテンシャルの特徴のb)を読んでみて下さい。
凡人さんの「振幅長」は波動関数の振幅のことかな?

  投稿者:T_NAKA - 2007/10/07(Sun) 01:47  No.2744  <Home>
凡人さん、こんばんは。

>「振幅長」は、私が磁界や電界の振幅ではなく、空間的な振幅であるという意味ことが分かり易くなるように私が造った言葉です。

と説明されるともっと分からないのです。
「磁界や電界の振幅ではなく空間的な振幅」というのは次元として[L]を持つということになるんでしょうが、何故それが存在するとお思いなんですか?
光の属性としてはっきり[L]という次元を持つのは「波長」でしょうね。しかし明らかに、これは振幅とは異なる概念です。
もう少し分かり易く説明していただけないと話についていけません。

  投稿者:凡人 - 2007/10/07(Sun) 07:13  No.2745 
T_NAKAさん
>光には、屈折、反射、偏向、回折、干渉などの光学現象ありますので、これらの現象と整合するイメージを掴まなければならないと思うのですが、いかがでしょうか?
私は上記の通り述べましたが、特に偏向が発生する為には、「磁界や電界の振幅ではなく空間的な振幅」というものが存在していなければならないとイメージしたので、質問をさせていただいたのですが、偏向が磁界や電界の振幅の空間的方向だけで説明出来るのであれば、私は大誤りをしている事になります。(大誤りをしている予感がしてきました。)

はっしー帝國さん
>量子ポテンシャル、つまりパイロットウェイブを話題にしてたのですね。
http://wwwndc.tokai-sc.jaea.go.jp/JNDC/ND-news/pdf76/No76-08.pdf
を紹介していただいて、申し訳ありませんでしたが、そこまでは考えておりません。
あくまでも、標準的な理論の枠の中で教えていただきたいという事です。

<<追伸>>
明男さんが、
>以上から、光の振幅がどのようにイメージされるかは「あなた」次第ですw。
と仰られた意味と、この場の空気がやっと読めてきました。
今は、超弱気モードになっています。

  投稿者:凡人 - 2007/10/07(Sun) 11:55  No.2747 
私がどのように誤っていたのか、ネットで確認していたところ、こんな話しがあった事を思い出しました。
http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2004/pr20040908/pr200400908.html
もし、初耳の方がいらっしゃれば幸いです。

  投稿者:hirota - 2007/10/08(Mon) 13:02  No.2753 
「偏向」って言葉は「方向が変わる」の意味だと思うけど、「屈折、反射、回折、干渉」以外にそんな効果あったっけ?
「偏光が磁界や電界の振動の空間的方向だけで説明出来る」のは当然だが。

  投稿者:凡人 - 2007/10/08(Mon) 14:05  No.2754 
>「偏向」って言葉は「方向が変わる」の意味だと思うけど、 → 「偏光」の誤りでした。
>「屈折、反射、回折、干渉」以外にそんな効果あったっけ? → なかったら、私の認識と表現の誤りです。申し訳ありません。

<<追伸>>
あもんさんによると
>超ひも理論によれば、光子は開いたひものある量子とみなされ(No.2686)
る、との事なので、超ひも理論が正しければ、それを勉強する事により、光量子が何者なのかということが、今よりは分かるのではないかと思いました。
その前に、電磁気学や相対性理論を勉強しなければならないですが。

  投稿者:sym - 2007/10/08(Mon) 20:16  No.2769 
光が何者なのかなんて正直、誰にもわからないですよね。簡単だって言う人がもし、いたとしたら、その人は深く考えていないか、うそつきのどちらかで、まず間違いないです^^
でも逆にいうと、
光についての確かな証拠は数少ないってことですよね。
そんな、光が持つべき性質だけを追っていけば、勉強なんて簡単ですよー。


>「偏向」って言葉は「方向が変わる」の意味

ファラデー効果のことかなって思いました^^

  投稿者:凡人 - 2007/10/08(Mon) 22:28  No.2772 
symさん。ファラデー効果、磁気カー効果、光パラメトリック効果なんていうのがあったのですね。
光はやっぱり奥が深いのですね。ご教示ありがとうございました。
また、私の追伸をご覧いただいて有難うございました。

  投稿者:あもん - 2007/10/09(Tue) 05:42  No.2774 
凡人さん、こんにちは。

>>超ひも理論によれば、光子は開いたひものある量子とみなされ(No.2686)
>る、との事なので、超ひも理論が正しければ、それを勉強する事により、光量子が何者なのかということが、今よりは分かるのではないかと思いました。

すでに書いたことですが、超ひも、ブレーン、M理論などは、かなりレベルがかけ離れた話です。光子がどんなものであるかは、量子電磁気学(QED)を学べば十分にわかることです。逆に言うと、場の量子論やQEDを知らない人は、常に光子に対して不思議な感じを受けると思います。光子を理解するために超ひも理論を学ぶということは、パソコンを理解するために半導体を学ぶというくらいナンセンスです。

それから「超ひも理論が正しい」なんてことは、永遠にわからないことです。全ての数理世界(理論)は、そのどれもが、決して現実世界ではありません。あるよくできた理論を現実世界と混同する病気は「ピグマリオン症」と呼ばれます。ピグマリオン症をこじらすと、トンデモや宗教家になってしまうのでご注意を。(^^;

普通に、相対論、量子力学、場の量子論、QEDという順番で学べば良いと思います。ここまで学ぶと、理論物理学について、かなり落ち着いた理解ができるはずです。