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エネルギーについての疑問と解説
- エネルギーの概念とアインシュタインの一般相対性理論について説明します。
- 質量とエネルギーの関係について、静止エネルギー、運動エネルギー、光のエネルギーの違いを解説します。
- 質量があるものの静止エネルギーの正体や、質量が光から発生するメカニズムについて考察します。
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(1) 「静止エネルギー」ではなく「(静止) 質量エネルギー」ですね. もちろん「観測者に対し静止」です. LED が放出している光のエネルギーは「LED のエネルギー」に含めないと思いますよ. (2) これはどちらかというと「質量」の正体について問うべきではないかな. 空間的に局在するエネルギーは「質量」として観測されるんだけど, これも厳密にいえば「なぜ質量が生み出されるのか」というところから考えなきゃならなくって, それ自体はわかっていないはず. あと, 「何故γ線より振動数の高い光（電磁波）が無いのか」というのはあんまり意味がない気がします. だって, 「十分エネルギーの高い電磁波」は全て「γ線」と呼ぶことになっているのだから.
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- hiziki63en
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不勉強でして間違ったことを書くかもしれません。 理解の糸口となるかも、程度にお読みください。 わたしはNo.1さんの仰るところの 「なぜ質量が生み出されるか」 にあたる考えを知り、この辺りの気持ち悪さがある程度解消されました。 ●ゲージ粒子 粒子は常に周囲にゲージ粒子なる素粒子を光速で出し入れしています。 直感的には、ブーメランを投げては受け取り、を繰り返している状態です。 当然、粒子の近くほどブーメランが飛び交っています。 ●遠隔力 ここで、このゲージ粒子を投げた先に他の粒子がいて衝突吸収されると、 運動量が受け渡されて、お互いが近づいたり遠ざかったりします。 これが遠隔力（重力、電磁力など）の原理です。 重力はグラビトン、電磁力はフォトン、というゲージ粒子が対応します。 ●質量 ところで、私達は「質量」というものは、 「その物体と別の物体の間にどれくらいの重力が働くかを示す量」として確認します。 「質量」とは素粒子的には、 「その物体がどれだけグラビトンをたくさん飛ばしているか」を表します。 というわけで、質量のエネルギーmc^2とは、 「周囲に飛ばしているグラビトン全体のエネルギー」を指します。 また光のエネルギーhνは、（かなり乱暴にいうと） 「電荷から飛び出したフォトン一つのエネルギー」です。 ＬＥＤの話であれば、 前者２つはＬＥＤ自体に付随するエネルギー、 後者１つはＬＥＤが放出した粒子のうち一個のエネルギー ということになるかと思います。 こう考えると色々と便利ですが、ただしやっぱり 「エネルギーって一体なんだ」「慣性ってなんだ」 などと突き詰めていくと、よくわからなくなりますね。 それからγ線について、 >>何故γ線より振動数の高い光（電磁波）が無いのか？ とありますが、γ線の振動数上限は特にないと思います。 （さすがに波長がプランク長さ以下とかは有り得ない気がしますが） γ線はエネルギーが閾値（2mc^2とか）を超えれば必ず対生成するわけでなく、他の粒子の存在などのトリガーが必要なはずです。
お礼
ご回答、ありがとうございました。 私自身、量子力学や素粒子論のことは全く素人で、まして難解な数式は手に負えませんが 物理学には大変興味があり、特に自然界の本質を突き止めようとする姿勢に心から敬意 を抱いておています。 おそらく皆様方から見れば稚拙な疑問と思われるかも知れませんが、本質を知りたいと いう意欲だけは旺盛です。 今後ともいろいろ質問させていただきたいと思いますのでご教授の程よろしくお願い致しま す。 γ線については、全く認識不足でした。 喉の痞えが取れました。 一方、量子論的なお話はやはりこれまでの私の物理感覚を超越している感じで現状では 到底理解できそうもありません。 おいおい勉強したいと思います。 ありがとうございました。
お礼
ご回答ありがとうございます。 γ線については完全に知識不足でした。 光の振動数には伝播限界があるのか？と思っていました。 それが質量に変わるのか？と．．． やはり最先端の物理学をもってしても質量の本質を突き止めるのは至難の業ということなのですね。 それにしてもこんなに身近にある質量やエネルギーの本質が謎だらけというのは何とも皮肉でじれったいことですね。