ロウソクの科学の続き、マイケル・ファラデー

質問

懐中電灯でロウソクを照らすと、炎に飛び込む光子はどうなりますか。

回答No.2

ohkawa3 · ベストアンサー

回答(1)再出
放射源から放出された「光子」という「粒子」が消滅せずに保存されると想像することは、ご質問者さんが思い描く状況とは異なっているように思います。

エネルギーの励起を伴わないで、放射・吸収を繰り返せば、光子のもつエネルギーは単調に減少していくだけです。

光子には質量がないので、エネルギーが低い状態の光子が沢山存在しても、見かけ上の作用はなく、観測もできないことになると思います。

お礼

周波数によって違いますが、表面が真っ直ぐな鏡やガラスでは日光が反射し、表面が凸凹な石垣や外壁では日光が乱射するので、光子そのものが跳ね返っていると感じました。でも反射や乱射は粒子性ではなく波動性、衝突時に光子は消滅すると考えるほうが観測と合致しそうですね。物理は奥深くて、考え出すと直ぐに時間が過ぎてしまいます。長く久しく疑問を保って、いつまでも楽しめそうです。目からウロコの解説をありがとうございます！

回答No.1

ohkawa3

懐中電灯、ロウソクともに、放射光の絶対温度が2000K程度なので、波長分布のピークは1500nm程度です。周波数で表わせば、200×10^12 Hz程度で、その前後に広く分布しています。

この程度の波長/周波数の領域では、光子の粒子としての性質は希薄であって、ロウソクの炎に照射された懐中電灯の光は、ロウソクの炎に吸収され、そのエネルギーは、炎の温度を維持するエネルギーとしてほんの僅かに寄与するということでしょう。

結論：
懐中電灯から放射された光子は、ロウソクの炎に吸収される。ロウソクの炎の温度を維持するエネルギーとしてほんの僅かに寄与し、ロウソクから放射される光の光子として再放射される成分も僅かながらあると考えられる。
とはいっても、観測できる量ではなく、理屈のうえの話ということです。