相補性の原理について

このQ&Aのポイント
  • 相補性の原理についてニールス・ボーアが提唱したとされるが、物理学以外の分野にも適用されるのか疑問がある。
  • 物理学では電子の位置と速度、光の粒子性と波動性などが相補性の例として挙げられているが、他の分野にも同じような例は存在するのだろうか。
  • 相補性の原理は二つの量が同時に測定できない関係にある現象を互いに相補的であるという性質であり、分かりやすい説明方法を探している。
回答を見る
  • ベストアンサー

相補性の原理について

ニールス・ボーアの提唱した相補性の原理について聞きたいのですが、 この原理は物理学以外の分野にも適用されるのでしょうか? 物理学ではよく、電子の位置と速度、もしくは光の粒子性と波動性で例が挙げられていますが、 他の分野では例を見なかったので、もし適用されるのならどんなものがあるのかを教えてください。 (身近なもので例があると助かります。電子も光も理解するのに苦労したので^^;) また、今度相補性の原理を説明するのですが、一般的に記述されている 「二つの量が同時に測定できない関係にある現象を互いに相補的であるといい、このような性質をいう」 といった説明では難しいのでは?と思いました。 なので、もし分かりやすく説明出来る方がいれば教えてください。 (こちらはあくまで参考。回答は一つめの質問だけでも結構です。) よろしくお願いします。

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
回答No.2

同じ自然現象なのに分野が違ったら違う結果になるというのはおかしいでしょ? すべからく、同じ自然現象なら全ての分野で結果は同じです。 >身近なもので例があると助かります 身近な例はありません。 これは、原子・分子といった日常生活からかけ離れたスケールではじめて観測可能になる量子現象だからです。 より正確には、野球のボールのようなものでも現象としてはおこっているけれども、 現実に存在するどのような観測機器でも観測にかからないほど効果が小さいということになります。

wongfeifong
質問者

お礼

なるほど、日常生活では観測できないのですか・・・。 物理学はそういったものが多くて困りますね^^; 参考になりました。ありがとうございます。

その他の回答 (1)

noname#160321
noname#160321
回答No.1

それはボーアの言ったことではなく、ハイゼンベルクの不確定性原理だと思います。 また、 >電子の位置と速度 ではなく「全ての物体の位置と運動量」 であり、光の粒子性と波動性とは何の関係もないはずです。 また、言葉も相補性ではなく「共役する二つの物理量」である筈です。

wongfeifong
質問者

お礼

そうなのですか?どうやら勘違いしていたみたいですねorz もう一度勉強しなおしてみます。ありがとうございました。

関連するQ&A

  • 不確定性原理についての質問です。

    物理・・・・というかもしかしたら日本語の質問かも知れません。 Δx*Δp≧h/4π という式の「Δx」は「粒子の位置の不確定さ」と教科書などには書かれていますが、そもそもこのときの「不確定さ」は「確率」ですか?それとも「位置に確率をかけた値」ですか? この前教授が「電子の位置がボーア半径の1%の正確さでわかった」とき、「不確定さ」を「(ボーア半径)*0.01」として計算していましたが、1%正確なら不確定さは「(ボーア半径)*99%」ではないんですか?使っている教科書が説明に乏しいので誰か説明をお願いします。

  • 電子や光子の波動性と粒子性について

    こんにちは、王次郎です ”光の物理”(小林浩一 著,東京大学出版会)p.35には、光の粒子性と波動性に関して以下の様に紹介されています。 『光の行動は、観測されるまでは空間に広がった波動、つまり電磁波の立場で考えなければならないし、観測されてはじめて、光は粒子、つまり光子としての顔を見せることになる。(中略)光が原子や電子あるいは一般には物質と出会い、エネルギーを交換するときには、光は粒子のように行動し、それ以外のときには波動のように振る舞うといってよいだろう。』 量子力学では、例えば電子の波動関数は、電場や磁場などの物理的な存在ではなく、状態(可能性)として空間に広がって存在しているとされていたと思います。光の波動性が、電磁場としての物理的な存在であるのに対して、電子などの粒子の波動性は波動関数で計算される状態の波であるとすると、電子や粒子の波動性と光の波動性は別物なのでしょうか? それから、光もシュレーディンガー方程式で波動関数が計算できるのでしょうか?

  • 高校物理の電子の波動性の分野の問題(ドブロイ波)

    高校教科書の問題です 煙草の煙の中に含まれている微小な粒子の 質量を10の-18乗kg 速さを0.1m/s  として、そのド・ブロイ波長を計算し この微小な粒子が波動性を示さない理由を説明せよ 波長の解答の記載はあり 6.6の10の-15乗m でしたが 波動性を示さない理由が書いてなくて わかりません 教科書によれば 電子だけでなく、もっと大きな原子や分子などの粒子も 波長λの波動性を示すことがわかっている このように、物質粒子が波動としてふるまうときの波を物質波という しか書いてありません。 電荷がないからかなと思いましたが 光も電荷がないのに2面性の性質があるので 電荷の有り無しではないと思います。 問題でドブロイ波長を計算し とあるので ドブロイ波長って そもそも波動の性質をもっているという ことだと思うのですが。。。 よろしくお願いします。

  • 波動をメインに使う物理の研究分野

    こんにちは。 物理学で、波動をメインに使っている、まだまだ研究の余地のある分野ってどんなものがありますか? 例えば、素粒子物理学の相互作用に関しての研究の場合波動は外せないですか? イヤ、もちろんすべての分野で波動は欠かせないものなんですけれど。 おばかな質問ですみません。

  • 電流の性質について

    電気回路などので電流の動き(?)がイマイチ分かりません。 何か定理のようなものはないのでしょうか? つまり、光の最小時間(フェルマー)の定理のようなものです。 光も電子も同じ量子なのだから、似たような性質があるかなと質問したのですが。 光と電子の粒子性と波動性の振舞い方はやや違いますが、それでも同じようなことがいえるので、光のような単純明快な定理がありそうなものですが。 ないのでしょうか? ご回答おねがいします。

  • 光子の位置は知ることができないですか?

    真空中で光子の速度は光速で一定である。(光速度不変の原理) 粒子のある相補的変数として知られる一対の物理的性質(例えば位置 x と運動量 p)を同時に知ることができる精度の根本的限界がある。(不確定性原理) 光子の速度はあらかじめ知られて光速なので、 光子の位置は知ることができないですか?

  • てこの原理は何ですか?

    てこの原理で小さな力を大きな力に変えるのは分かりますが、 なぜ「てこの原理」によって小さな力が大きな力に変わるのでしょうか? 質問の内容を上手く説明できないので、 例を挙げます。 少し変な例ですが、聞きたい事は分かってもらえると思います。 なぜ1+1=2について A・・・加算によって答えが2となる B・・・りんごが1個あって、もう1個持ってきたら、2個になるから答えが2 上記の例のBの方が知りたいです。 物理学の知識がない素人に分かる回答でお願いします。

  • 電磁誘導の原理について

    電磁誘導の原理とは具体的にはどのようなものでしょうか。ここでの「原理」は、例えば「飛行機が飛ぶ原理」のように、仕組みや理由という意味で用いています。 動くのが、磁場と導線、どちらの場合でも、導線が磁場を横切ると、導線に電流が流れるのは、どういう原理によるのか、具体的に教えてください。 一応私的な考えを述べておきます。代案があろうとなかろうと間違いは正すべきであり、間違いの指摘は大歓迎ですが、代案があれば尚一層有り難いです。「定説と違う」というご指摘においても、その定説で、この根本的で単純な質問にお答えいただきますよう重ねてお願い申し上げます。 光(電磁波)は、電場の変化が磁場を生み、磁場の変化が電場を生みというように、電場と磁場が、互いに相手を生み出しながら空間を伝わっていくと考えられている。このような電場と磁場の波を伝えることができるのは、空間が、誘電体・導体・磁性体同様電磁気的性質を持っているからである。誘電体・導体・磁性体の電磁気的性質のおおもとは、電子と陽子という荷電粒子であり、空間の電磁気的性質のおおもとも、同様に荷電粒子であると考えられる。空間の電磁気的性質のおおもとの荷電粒子=光の媒質の構成要素を素電子、そのプラスの方を陽電素、マイナスの方を陰電素と呼ぶことにする。 ここでもし、空間は電磁気的性質を持っていないというなら、なぜ電場と磁場の波を伝えることができるのか、空間の電磁気的性質のおおもとは荷電粒子ではないというなら、では何なのかということになる。 コンデンサに電流を流すと、導線だけでなく、極板と極板の間のところにも磁場が発生する。電流が磁場を生むという原則に従えば、磁場が生じる極板間には電流が流れていることになる。極板間では、陽電素がマイナス極に、陰電素がプラス極に移動することで電流が生じているのである。 図1は電場・磁場・電磁場における素電子の並びを表している。 電磁場で、素電子は画面奥に転がっていき、その反動で帯電体(と磁石)は画面手前に動く。磁石と帯電体を図の様に配置すると、素電子を移動させるポンプに、また素電子を吸い込み噴き出すことで推力を得るエンジンになり、それらは人為的な入力エネルギーを必要としない永久機関である。この効果は、磁石と帯電体の、力が強いほど、大きさが小さいほど大きくなる。ローリスクスーパーハイリターン。企業様とか、笑っている暇があったら今すぐ実験に取り掛かるべき。 図2 導線が磁場を横切ると導線に電流が生じる。導線が磁場を横切ると、導線中の電子に磁場が巻き付き、磁場は電磁場になり、電子を動かす。素電子の存在を認めると、電磁誘導の原理も一目瞭然になる。 図3 電磁誘導の原理から、電子と素電子では、自転と磁極の関係が逆になっていることがわかる。電子と素電子で自転と磁極の関係が逆なのは、電荷のおおもとである素電子が渦で、電子はその複数体であり、転向力の作用によって、両者の回転方向が反対になるからである。 図4 台風とサイクロンが次々に発生していつまでも消えなかったらこの様になるのではないか。転向力の作用により、台風は反時計回りに渦を巻きながら時計回りに進み、サイクロンは時計回りに渦を巻きながら反時計回りに進む。電荷と渦には「転向力の作用により、単体と複数体では回転方向が反対になる」という共通性がある。 素電子が台風のような渦であるなら、渦が生じる大気と、その構成粒子が存在するはずで、それこそが素粒子なのではないか。 コバルト60のベータ崩壊で、電子が、原子核のS極から出てくるのは、電子に、S極を後ろにして進む、左ねじ運動する性質があるからではないだろうか。この「転向力による回転方向の偏り」は台風と共通するものである。 図5 前回の質問では、電荷と渦には「放射状と同心円」という共通性があると述べた。https://okwave.jp/qa/q9560257.html 電荷と渦には、今回の質問で「転向力による回転方向の偏り」「転向力の作用により、単体と複数体では回転方向が反対になる」という共通性が追加された。渦に「転向力の作用による、運動に伴う回転の増大」という性質があれば、電荷と渦の関係性は更に強まることになる。

  • 電子が等速円運動すると電磁波が生じる?

    電子が等速円運動すると電磁波が生じる? 高校物理の「電子の粒子性・波動性」の分野を習いました。 電子が原子核の周りを普通に円運動するというモデルだと、 電子のエネルギーが電磁波として出て行ってしまうので、電子が原子核に落下することになるけど、 電子の運動が、波長の整数倍が軌道1周の長さである波動だと、上手く説明できる、とか。 (1)電子が円運動すると電磁波が生じるのは、  荷電粒子が加速運動すると磁場が変化し、それによって電場が生じ、それによって………  って感じになるからだと説明されましたが、  ふと、「電場と磁場」的な分野のところで習ったことを思い出し、疑問を抱きました。  円形電流によって生じる磁場って、確か一定でしたよね。(H=I/2r だったと思う)  原子核の周りを電子が円形に回るのなら、これと同じ状況だから、磁場は変化せず、電磁波は生じないと思うのですが……… (2)また、円形軌道モデルでは発生するはずの電磁波が、  波長の整数倍が軌道1周の長さの波動だと、何故発生しないのですか?  波動を描こうと回ってるわけですから、円形軌道モデルと変わらない気がします。

  • 波動性と粒子性の比較について

    光の特徴である波動性と粒子性について、法則、現象、及び具体的現象について例をあげるとしたらどんなことがありますか? 波動性はホイヘンスの原理、ヤングの干渉が法則であり、現象としては空間の伝搬をし、具体的例として反射や屈折が考えられました。 また、粒子性では、マクスウェルの方程式、現象としてはフォトンであり、光電効果が考えられました。 その他の法則や現象について教えてください。 よろしくお願いします。