光の性質（波？粒子？）

質問

http://www.h5.dion.ne.jp/~terun/doc/slit7.html
このサイトでは、光は観測する前は「波の性質」で観測したら「粒子の性質」になると言っていますが本当ですか？
このサイトは信用して良いのでしょうか？

回答No.9

noname#67881

>このサイトは信用して良いのでしょうか？

概略は正しいようです。
しかしながら、アレ？と思うところを散見します。本当に理解しているのだろうか、と疑問符の付く説明です。

この記述が正しいかどうかは別として、初学者が読んで理解するには、ちょっと適当ではないように思います。既に理解している人にとっては何を言おうとしているのか分かりますが、これから学ぼうとしている人にとっては、しっくりせず、結局のところ解らないのでは？

光の本質を理解するには、
　１．光の波動性による現象を知る、光の粒子性による現象を知る
　２．どのような場合に光の波動性が現れ、どのような場合に光の粒子性が現れるかを知る
　３．なぜ、光には波動性と粒子性があるのかを理解する
の順序で知識、理解を得る必要があります。
サイトでは、伝統的な二重スリットの実験を持ってきていますが、上記の各項の説明が不十分みたいです（特に２項）。哲学的（？）なところに説明を割いていますが、重要なところの説明が抜けています。

今や、光の本質は、一部の専門家だけが理解していることでなく、多くの人々に理解されていることです。何も、昔の研究者が取り組んだ思考プロセスを追わなくても、理解の早道となる解説があるように思いますよ。

>光は観測する前は「波の性質」で観測したら「粒子の性質」になると言っていますが本当ですか？

ちょっと違うと思います。
例えば、油膜が虹色に見えるのは、油膜の表面と底面で反射した光が干渉を起こすためです。油膜の虹色を見ることは、光の波としての性質を観測していることです。

「干渉は観測前の出来事で、光を検知するときは光子で受け取るから粒子になる」、と言っているのかな？　どうなんでしょう？　もしそうだとしたら、やはりおかしいですね。

人間の眼やＣＣＤが光を検出するのは、光子吸収によるエネルギーの授受と見ることができますが、波としての光が電子の共鳴振動を起こし（電子分極）、それによる共鳴吸収と見ることもできます。もちろん、理論的にも実験的にも確認されています。
ですから、光を観測するとき粒子の性質になる訳ではありません。

No7の補足に書いてある「不確定性原理」を使ってみます。
よく位置ｑと運動量ｐが正準共役で、ΔｑΔｐ～ｈなんて説明されています。正準共役の組み合わせは、他にもあって、粒子数Ｎと位相φも正準共役です。
これを使ってやると、観測において、Ｎを確定させようとすると（例えば1個1個の光子をカウント）、φの不確定性が大きくなって、粒子としての性質が現れてきます。φを確定させようとすると、Ｎの不確定性が大きくなって、光は波の性質として観測されます。
ここの説明は、少し分かりにくかったかな？

回答No.8

shiara

No.7です。
「光子が完璧に観測出来ない」というより、一部しか分からない、というべきでしょう。しかも、観測とは外乱を与えることですから、観測結果が観測前の状態だとは限りません。何を知りたいか、どういう観測の仕方をするのか、によって、得られるものは違ってきます。それが、粒子のように思えたり、波のように思えたりするのです。

お礼

ありがとうございました。勉強します＾＾；

回答No.7

shiara

このサイトが信用できるかどうかは置いといて、「波の性質」、「粒子の性質」といっている意味を説明します。「波の性質」、「粒子の性質」とは、「波である」「粒子である」ことではありません。「波のように思える」「粒子のように思える」ということです。あくまで光は「光子」なのであって、「波」でも「粒子」でもありません。
「観測する前は波の性質」というのは、光が発生したところからスリットを通ってスクリーンに到達するまで、波のように振る舞ったとしか思えない、ということです。「観測したら粒子の性質」というのは、スクリーンの局所的な部分に塊がぶつかったかのように反応が起こった、ということで、それが人間の知っている「粒子」のように思える、ということです。

補足

「波のように思える」「粒子のように思える」いうのは、光子が完璧に観測出来ないから「～のように思える」という表現になるのでしょうか？不確定原理？？？

回答No.6

noname#70357

A No.4です。誤解を招くと行けないので、質問者さんに忠告兼アドバイスを追加します。
リンク先のslit7.htmlだけでこのサイトを判断したりはできませんよ。
記事は前後関係が大事です。
私は嫌いな構成だから全部は読みませんが、そのページだけ見て判断できないことを念押ししておきます。

回答No.5

takimagu

光は観測する前は「波の性質」が現れていて、観測したら「粒子の性質」が現れる　と言った方がやや正確かと思います。
質問者さんが提示したサイトの内容はある程度は正しいですが、数式を用いていないという点で教育的だとは言えないと思います。
ある程度信頼でき、読み物としても面白い（と勝手に私が思っている）サイトを紹介しておきます。

参考URL：

http://homepage2.nifty.com/eman/quantum/photon.html

回答No.4

noname#70357

量子論に興味がある一般人です。
信用するかしないかは自由ですが、あとは好き嫌いだと思います。
私は嫌いです。
チョット読んでみましたが全部読む気にはなりません。
だっておもしろくないんだもん。
だから何？って感じ。
うさんくさい哲学論とか出しているところが嫌い。

＞この論争は、「光＝粒子」ということで落ち着いてしまった。

なんて書いているが、落ち着いたなんて思っていること自体が理解していない証拠。

本を買って欲しいだけのいんちき学者・・・おっと失礼。。。

回答No.3

sanori

こんばんは。

はい。信用していいです。
量子力学の基本の最たるものの一つです。

言葉として
【光は観測する前は「波の性質」で観測したら「粒子の性質」】
という言い方が厳密に正しいかどうかはわかりませんが、
大体、そんな感じです。

私は、この現象のことを個人的に、
「だるまさんが転んだ」
と表現しています。
見ると１個の粒子に見えますが、目をふさいでいると粒子ではなく雲のままでいます。

以上、ご参考になりましたら。

回答No.2

Tacosan

普通は「波としての性質も粒子としての性質も持っているので『説明に都合のいい性質』を使う」んじゃないかなぁ.
少なくとも「観測する前は『波の性質』」とか「観測したら『粒子の性質』」というのは, あまり多くないような気がする.

回答No.1

yasuhiga

例えはともかく、合ってます。