光子の偏極についての疑問と重力による光の軌道について

質問

• 光子の偏極についての疑問と、重力による光の軌道について質問があります。
• 光子は進行方向に垂直の方向で振動するが、縦偏極はしないのでしょうか？
• また、重力による光の軌道についても詳しく教えていただきたいです。

回答No.1

First_Noel · ベストアンサー

最初だけ．
尚，本回答中の「・・・」の語句については，検索エンジンやウィキペディアで検索されますと，
必要に応じてより詳しい理解が得られるものと思います．

＞光子は進行方向に垂直の方向で振動する（横偏極）が、縦偏極はしない、というのがよくイメージできません。

一般に「波」には「縦波（粗密波，弾性波とも）」と「横波」とがあります．

縦波は，「密度の粗密」が伝搬する波，つまり，進行方向に沿った分布が伝搬します．
例えば，ゴムひもをピンと張った状態で，一部をつまんで，ゴムひもの直線上に引っ張って離したとき，
ゴムひもには縦波が発生します．
また，音波も縦波です．

横波は，海の波のように，「変位」によって伝わります．
つまり，進行方向に対して垂直な方向への変位が伝搬する波のことです．

光子の伝搬とは，即ち「電磁波」のことで，電磁波では，進行方向に対して
垂直な方向の電場分布（と同時に，進行方向と電場方向の共に垂直な磁場分布）が
空間それ自体を伝搬する横波となります．

「横編極」「縦編極」とは，光子の進行については正しい表現ではないと思います．
むしろ，「偏光」に関する用語としてなら存在します．

上記のようにして伝搬する電磁波ですが，その電場の向きに注目しますと，
その成分は縦と横とに分けられます．
この縦成分と横成分とが，相関を持っていない状態を「無偏光」，
一方，何らかの相関がある場合を「偏光」と言います．
「偏光」した電磁波のことを「偏波」などとも言います．

原子や分子が光を発するとき，その電子の状態によってはその光が偏光します．
この原因は原子や分子の電子状態が「編極」している為です．

・・・と言うような使い方なら知っています．

お礼

早々に丁寧なご回答をいただきありがとうございます。教えていただいた用語で、早速いくつかのサイトを読みました。音波と電磁波は振動の仕組みが違うのですね。また、ちまたでよく聞く地震の横揺れと縦揺れも同一の物理の概念というのも興味深い話です。

　偏光については今の私にはさらに難しい事柄ではありますが、とりあえず液晶画面もこれを利用しているというのが収穫です。大変、参考になりました。今後ともよろしくお願いいたします。