フォトンのエネルギー間隔について

質問

電磁波は波動性と粒子性を有していて、量子力学的にはフォトンは離散的なエネルギーととると思うのですが、実際にその離散的なエネルギーの間隔ってどれくらいなのでしょうか？

回答No.2

sanori

やっぱり、そういうことでしたかー
（想定してました）

それは、（原子における）電子のエネルギーが離散的なので、違うエネルギー間の遷移をするときには、離散的な放射が起こるということです。

ちなみに、
そういうのは、宇宙にある４つの力
・重力
・電磁気力
・核力その１
・核力その２
のうちの１つの電磁気力になりますが、それは全て、量子電磁力学の範疇になります。
（古典電磁気学＝マクスウェルの４つの方程式は、その近似です。）

そして、
量子電磁力学による、電子とフォトンという、たった２つの粒子の記述によって、人間が日常目にする８割方の現象が全て説明されます。
残りが重力、さらに僅かな残りが２つの核力（原子力・放射線・太陽の光）です。

つまり、
あなたが今勉強されていることは、世の中の真理の８０％を説明する学問です。
化学も元素の性質も、全部量子電磁力学です。
（福井先生のノーベル化学賞受賞理由は、もろに それです。）
硬い・柔らかい、透明、色、黒・・・、これらも量子電磁力学。

がんばってください！

回答No.1

sanori

電磁波のエネルギー（フォトンのエネルギー）は、離散的ではありません。
それは、エネルギーをプランク定数で割った値、すなわち、波長も離散的であることを意味します。

すると、
宇宙の膨張により遠ざかる恒星のスペクトルや、ブラックホールに引き込まれる光に見られる赤方偏移も離散的でなくてはならなくなります。
そんな話は私は聞いたことがないですが・・・

お礼

回答ありがとうございます。
今、自発輻射、誘導輻射について勉強しているのですが、電子の遷移に伴って電磁波を放出する場合に、

●電子のエネルギー間隔に比べて、電磁波のエネルギー間隔が極めて小さい事に注意する
●その結果、電子遷移に伴い発生する電磁波には多数のモードが存在する

と、文献にありましたので、気になったのですが・・・実際には連続なのですね^_^;