光子のエネルギー

質問

光子のエネルギーはhνで与えられますが、振動数νは
連続的な値をとる筈です。では、光子のエネルギーは
プランク定数×整数でなくとも良いということなのでしょうか？
　初歩的な質問ですみません。宜しく御願いします。

回答No.3

hagiwara_m

おっしゃるように、光量子のエネルギー（ミクロスケールの電磁波の相互作用の単位要素）は自由な値をとります。不思議・不自然なことは何もありません。

系がエネルギー順位をもつことは、エネルギーに分割不可能な基本単位があることを意味しません。たとえば、箱の中に閉じ込められた（質量をもつ）粒子は、とびとびのエネルギー順位をとりますが、そのエネルギー値そのものは箱のサイズによって連続的にいくらでも変わります。

また、自由空間を動く粒子のエネルギーは、順位をもたず、連続自由な値をとります。

お答えの一つになりましたでしょうか。

お礼

>系がエネルギー順位をもつことは、エネルギーに分割不可能な基本単位があることを意味しません。

　有難う御座います。いわゆる「啓蒙書」の多くは「エネルギーに分割不可能な基本単位がある」かのような印象を抱かせるような記述が多いもので…　私も罠にはまっていました。
　なお、お礼が遅れましたことをお詫び致します。

回答No.2

KENZOU

＞振動数νは連続的な値をとる筈です
う～ん、おっしゃるとおりですね。だから光子のエネルギーは連続的ではないのか？という疑問は当然起こってきますね。確かに光は可視光域で赤橙黄緑青藍紫でな具合で、また不可視光領域まで入れると波長は（振動数）は連続分布しています。ここで例えば緑色の波長λ＝550nmの光に注目してください。この単色光の振動数νは波長の逆数(ν＝1/λ)ですね。この単色光の最少のエネルギーをεとするとεは光子1個のエネルギーでε＝ｈνで与えられます。そしてこの単色光のエネルギー順位はhνの整数倍(量子化)になるということなんです。ここに飛び飛びのエネルギー順位の姿が現れるということになります。
参考ＵＲＬに光の初歩的なことが記載されていますので、一度覗いて見られてはかがでしょうか、得るところがあると思いますよ。

参考URL：

http://decima.mp.es.osaka-u.ac.jp/~sekiyama/PES1/kaisetucont.html

お礼

懇切丁寧な御教示有難う御座います。
このような疑問は「量子化」が腑に落ちていない私のような初心者には有り勝ちな疑問なのではないかと思います。
　なお、お礼が遅れましたことをお詫び致します。

回答No.1

noname#11476

光は波ですから、「振幅」があります。その「振幅」が離散的になります。
その最小単位がｈνです。最小単位はその振動数によって変わるということです。

お礼

有難う御座います。
「量子化」について思い違いをしておりました。
なお、お礼が遅れましたことをお詫び致します。