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梶木 の香川 デリヘルホイヘンスとニュートン

この実験には意外な人物が大きく関わっていたようです。
さてその人物とは誰だったのでしょうか。


最初の光に関する総合的な理論は、ホイヘンスによる光の波動説であった。この理論は光の干渉等をよく説明したが、他の現象を説明できない点もあり、その後すぐにニュートンによって光の粒子説が唱えられた。これによって光の反射が容易に説明された。また、この理論によりレンズによる屈折やプリズムによる虹の生成も説明できた。ニュートンのこの洞察は何世紀も立ってもその基本は変わっていない。
ヤング、フレネルとマクスウェル
1800年代初頭、ヤングとオーギュスタン・ジャン・フレネルによる二重スリット実験によってホイヘンスの波動説の証拠が得られた。二重スリット実験によって、格子を通った光は、水の流れが作るものと良く似た干渉縞を作る。光の波長もこの干渉縞のパターンから計算できた。光の波動説はすぐに粒子説に置き換わることはなかったが、粒子説では説明がつかない偏光等の性質も説明できることが分かり、1800年代中頃には光に対する主流な考え方になってきた。

1800年代終わり、ジェームズ・クラーク・マクスウェルは、マクスウェルの方程式により光は電磁波の伝播であることを示した。この方程式は多くの実験によって検証され、ホイヘンスの考えは広く受け入れられていった。

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1901年、マックス・プランクは、黒体放射の光のスペクトルを再生することに成功したと発表した。この問題のために、プランクは放射線を発生する原子のエネルギーは量子化されているという数学的な仮定を置いた。後に、量子化されているのは原子ではなく電磁放射線自身だと提案したのはアインシュタインだった。

1905年、アインシュタインはそれまで問題となっていた光電効果に対して説明を与えた。彼はこの説明のために、光のエネルギーの量子である光子の存在を仮定した。

光電効果では、金属に光を照射することにより、回路に電流が生じる。これは、光が金属から電子を弾き出し、電流が流れたものだと推定された。しかし、暗い青色の光でも電流を発生させるのに対し、強い赤色の光では電流を全く発生させないことが分かった。波動説によると、光の波動の振幅は光の強さに比例するるとされ、強い光は必ず大きな電流を発生させるはずである。しかし、奇妙なことに観測の結果はそうならなかった。

アインシュタインは、この難問に対し、電子は離散的な電磁場(光子と呼ばれる量子)からエネルギーを受け取ると説明した。エネルギー量Eは光の周波数fと、次の関係式で結び付けられる。

引用『ウィキペディア(Wikipedia)』

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2008年10月23日 15:07に投稿されたエントリーのページです。

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