色と熱と量子という考え方の話４
アインシュタインといえば、相対性理論が有名ですが、ノーベル賞は、光電効果の解明に対して与えられました。なお、光量子は、いまでは「光子」と呼ばれています。光量子仮説により、アインシュタインは、量子力学の初期に大きな業績を残しましたが、のちには、量子力学を否定する立場にたっています。私たちは、これまで、光は電磁波という波の一種だということを確認してきました。電磁波の生じるしくみも見てきました。ところが、アインシュタインの光量子仮説によれば、光は粒子だというのてす。波でもあって粒子でもあるモノなど、常識ではとても考えられません。アインシュタインが光量子仮説を発表したころの人も、そんなモノは考えられませんでした。光が電磁波という波であることは実験で証明されています。しかし、光電効果などにより、光が粒子であることも証明されています。どんなに信じられなくても事実は事実です。光はあるときは波であり、あるときは粒子であるようなもの、と考える以外にありませんでした。このようにして、現在では、光子は量子の仲間入りをしています。光子は、素粒子のなかでも特別な扱いをされています。大きさも質量もなく、速さは秒速30万キロメートルです。真空のなかでは、このスピードは落ちることはありません。光速は記号ではcと書き、物理学ではブランク定数hと同じくらい大事な記号です。実験に最適なモノは、黒い色の物体。黒いモノが実験に最適だということはわかりました。しかし、実際に実験に使えるようなモノを探すのはたいへんでした。いろいろ考えた末に見つけたのは、小さな穴がひとつあいた箱でした。別にこの箱が黒い色をしていたというわけではありません。この箱が完全に黒い物体と同じ働きをしたのです。小さな穴から箱のなかに入った光は、もう一度、その小さな穴を通って外にでることはなかなかできません。光は、外にでられず何度も箱のなかで反射しているうち完全に箱のなかで吸収されてしまいます。光を完全に吸収してしまうということは、完全に黒い物体と同じということです。この箱を熱して、でてくる光を調べれば標準的な、温度と色の関係がわかるというのです。なんだか、うまくだまされたような気がしますが、色と熱の関係はこの箱を使って研究されました。物理学では、この箱からでる光のことを「黒体放射」と呼んでいます。この言葉は、物理学ではよくでてきますので、黒体放射といえば、色と温度の問題だと思ってください。モノは熱すると光をだすということは、体験的にわかると思います。 |
ｏ○ ｏ ○。 ｏ .・ 。 ・ｏ ○ . ｏ
ｏ。心と身体の癒しに役立てます♪ ｏ ・ .○ 。● 。ｏ ○ ● ○ｏ。ｏ ○。ｏ ○ |
