電磁波と光子
電磁波と光子
古典的な電磁気学を勉強してます。
基礎的な質問だと思うのですが、
マックスウェル方程式によれば、
rotE＝-∂B/∂t
divD＝ρ
rotH＝J+∂D/∂t
であるから
電界の波動方程式が求まって
そこからヘルムホルツの方程式が導けて
電場と磁場の関係から
x軸方向に電場が正弦波状に変化するとき
y軸方向に磁場も正弦波状の変化をするっていう
あのよく見かける電場と磁場が一緒に描かれてる図まではなんとなく理解して
電磁誘導→電場ができる
変位電流→磁場ができる
要するに「電場と磁場の相互作用が電磁波」みたいなまとめでわかった気になってたんですけど、
光は「光子」というボース粒子によって電磁力を伝えたりして、光子は質量ゼロ、電荷ゼロであって……
みたいな量子力学の解説書に、光子は電場や磁場との直接的な相互作用はほとんどないって書いてあって、
たしかに電荷ゼロなら影響ないだろうなって思うんですけど
光
＝空間の電場と磁場の変化によって形成される波（波動）である。
＝微視的には、電磁波は光子と呼ばれる量子力学的な粒子
(wiki)
みたいに書いてあって、
電場(静電場?)って重ね合わせの原理が成り立つから
電磁波が電場と磁場の相互作用なら、真空中とかで電磁波に電場とか加えるとなんとなく振幅が変わるような影響を簡単に受けそうな感じがするので、光子に電場や磁場との相互作用がほとんどないって記述がどうも引っかかって……
でも電磁波と電場および電場のかかっている物質との間に作用するいわゆる電気光学効果(ポッケレス効果とか)は非線形光学結晶などが必要と聞きかじり、電磁波の波長を変換したりするのって大変なんだなーって思うところまで勉強しました。
粒子性と波動性があるといろいろ複雑なのでしょうか……
粒子性で考えると影響なくて
波動性で考えると電気光学的な影響がある…みたいな
そもそも電磁波の波長とかってnmレベルですし、ただの波じゃなくて複素数の波動関数ですもんね。
あ、完全に影響なかったらそもそも非線形光学効果なんてないのだから、「ほとんど」影響ないってのはそういうことか…
量子論を修めろってことですね……
己が浅学さを反省して、そろそろ19世紀の考え方から20世紀の考え方に移行しようと思います。
お礼
質量があってこそ曲がれるのですね！！納得しました。ありがとうございました。