ビリヤードの衝突と量子の衝突

質問

量子には波動性と、粒子性がある。２つは相容れない性質だが、同時に２つの性質が量子にあるといいます。
量子の二重性とよんでいる事柄ですが、干渉縞の発生現象についてだけを考慮の対象にして物理学は確率波の合成干渉という仮説だけが学理となっています。
他の理由は存在しないのでしょうか。教えて下さい。
(1)ではビリヤードの球がビリヤード盤の上で衝突するのとおなじ、衝突の姿があるかないかを、粒子か否かの判定基準にしないのは、そこに仮説を建てないのはなぜか教えてください。
同時点に同一点に進路が交差するとき必ず衝突するのが粒子です。
ビリヤードなら必ず衝突します。
そして決まった方向に反跳します。
ときたまにしか衝突しないなら粒子ではないでしょう。
はねる方向が定まらぬなら粒子ではないでしょう。
(2)大抵の場合衝突しないとしたら、それでもまだ粒子とみなすとしたら理由はなんですか？
(3)決まった方向以外に反跳するのにまだそれを粒子とみなすとしたら理由はなんですか？

アインシュタインが唱えた光電効果の仮説は光子と電子が衝突し１個に対し１個が飛び出します。
飛び出さない場合を考慮していません。

ところが光子があたっても、仕事関数に満たない光子からは電子は飛び出ません。
仕事関数を超えた光子があってもリュードベリの発見した現象によれば光子が特定の光色でないと電子は励起されません。強い束縛の電子は励起が十分でないと原子から飛び出ないのです。
電子の飛び出ない光子は衝突がないまま通り過ぎるでしょう。
電子の飛び出ない光子はある場合反跳するのですが、ラザフォード散乱によれば方向は定まっていません。
散乱した光子があると光波は自分の反跳した光波自身と干渉し干渉縞を作るでしょう。
思考実験すれば原子は特定の光色を吸収し、電子殻の電子を励起し、他の光色の光子は反跳させるでしょう。
(4)A　不特定の方向に光子を反跳させたことが、目に物体が写り、ものが見え観察できるるという仮説が立てられます。
(4)B 目に物体が写り、ものが見えるという現象は、光波が自分の原子に反跳した光波自身と干渉し干渉縞が生まれたから、観察可能になったと仮説が立てられます。

(4)の仮説ABの選択をした学理を私は知りません。教えて下さい。

レーザホログラム写真の原理から物体を目視で観察できる理由を私は(4)B説が適切と判定します。
なぜなら(4)A説は１個だけの光子の反跳だけから物体を目視で観察できません。(4)A説によって物体を目視で観察するためには立件の条件がたくさんの光子が同じ方向に偏りを持って反跳していなければなりません。そのときやたら散らばって反跳すると物の影が得られないのです。ところが反跳の方向は１箇所でなく周囲に大きく散らばっているのでどこにも平均化した影しか生まれず、物体へ特定に集中した影がなく、物体を目視で観察できません。

こう推論を重ねると光子は粒子ではなく、波動である。波動が重ねあったときソリトンを構成したときに限り、粒子として観察できると考えます。
(5)光子を波動の重なりからできたソリトンと考えてはならぬあなたの意見があったら、理由を教えて下さい。

回答No.1

nagata2017

(2)大抵の場合衝突しないとしたら、それでもまだ粒子とみなすとしたら理由はなんですか？

原子核をピンポン玉も大きさで表現すると　そのまわりをまわっている電子の軌道は1kmの半径。
その空間に　ピンポン玉(電子)を大量にぶちまけても　ぶつかる可能性は限りなくゼロに近い。

ニュートリノは地球も素通りしてしまうと言われている。

ぶつからないわけです。

お礼

回答ありがとうございます。
そういう場合も確かにありそうですね。
だとしたらラザフォード散乱・コンプトン散乱・光電効果・霧箱はなぜ衝突するのでしょう。