光の波について

質問

光は波だと聞いたのですが、だとしたら直進してるように見える光も、揺れながら進んでいるのでしょうか？

回答No.2

htms42 · ベストアンサー

波の示す現象に「回折」、「干渉」があります。音でも、水面の波でも観察できる現象です。光でも観察できます。
「波」はある場所で起こった状態の変化が他の部分に伝わる現象です。
水面を伝わる波、空気中を伝わる波、地震の波などは物質の状態の変化（位置の変化）が伝わります。
水面の波は上下に振動しています。「揺れながら進んでいる」というイメージはこれからの類推だろうと思います。でも進行方向が揺れているわけではありませんね。まっすぐに走っている人がいるとします。その人が走りながら両手を上げたり下げたりしているとします。手の先にライトを持って走っていれば波のように見えます。
でも人がジグザグに走っているのではありませんね。

光は横波ですから進行方向に垂直な方向に振動が起こっています。
でも光は音や水面の波のような物質の移動を伴う波ではありません。
その場所での電気的な性質、または磁気的な性質が進行方向に垂直な方向に変化しています。

上で人が走っている場合の例えを出しました。
手の動きで説明すると物質の移動に伴って生じる波のイメージになってしまいます。
物質の動きのないイメージを考えて見ます。
人の右の肩と左の肩にライトを取りつけます。一定の時間間隔で右左が切り替わるようになっているとします。
人の走っている方向と垂直な方向に変化が起こっているというイメージは分かりますか。
パトカーの屋根についている赤色旋回灯の方がいい例になっているかもしれません。

このことに関しては量子論は関係ないことだと思います。

お礼

なるほど、光の場合は位置の変化では無く性質の変化なのですね。
回答有難うございました。

補足

自分が「揺れながら進んでいる」とイメージしたのは、正弦波のようなグラフをイメージしたからです。
揺れながら進まなければ、あんなグラフにはならないと思ったのです。

回答No.5

雪中庵（@psytex）

#3の者です。
肝心なことを書き忘れました。
波としての性質を記述した波動関数の二乗が粒子と
しての存在確率密度、という直接の関係があります。
存在確率のゆらぎを「揺れ（=物質的確定性に由来）」
と表現するのは、違和感があります。

お礼

再度有難うございます。
しかし、折角回答して下さって申し訳無いのだけれど、自分には難しくて理解出来ませんでした。

回答No.4

gn_drive

揺れてはいません。

光も電磁波で、空間の電場と磁場の変化によって形成された波（波動）です。

電界と磁界がお互いの電磁誘導によって交互に相手を発生させあって生まれた波です。

お礼

なるほど、光は電磁波でしたか。
たとえ波でも揺れているわけでは無いのですね。

回答有難うございました。

回答No.3

雪中庵（@psytex）

「光は波か粒子か？」は、もはや古典的な問いになりました。
なぜなら、超弦理論において、全ての粒子は量子的波動から、
二次的に導かれることが明らかとなったからです（量子=光子）。
量子の実体は、存在確率の波動（不確定性）であり、そうした
波動性がクォーク＞素粒子＞原子＞分子と階層現象化する中で、
確定性＝物質性＝粒子性が派生しており、それに伴い、その
物質の振動としての波動性が生じているのですから、その根源
である光子を、「粒子か波か」と問うのは、意味がありません。
（ちなみに光子は光速しかとりえないので縦波は不可能です。
横波というのも存在確率の振幅です）

お礼

う～ん、難しいですねぇ。
量子的波動とかクォークって何だろう？
まぁ要は「現在は波か粒子か考えるのは無意味」って事ですね。

回答有難うございました。

回答No.1

nananotanu

違います。
何もないところでは、あくまで直進です。

波のように進む、のではなく、(ある状況下では)波と同じ性質を示す、ということです。

朝永振一郎氏の「光子の裁判」を読まれると面白いと思います。

http://www.google.co.jp/#hl=ja&source=hp&biw=1276&bih=562&q=%E6%9C%9D%E6%B0%B8%E6%8C%AF%E4%B8%80%E9%83%8E+%E5%85%89%E5%AD%90%E3%81%AE%E8%A3%81%E5%88%A4&aq=5&aqi=g10&aql=&oq=%E6%9C%9D%E6%B0%B8%E6%8C%AF%E4%B8%80%E9%83%8E&fp=91eac8180cba733a

お礼

なるほど、波みたいに進むのではないのですか。
回答有難うございました。