音や光は波だということですが

質問

物理学では音や光は波として扱うんですよね。
でも私は、光が波だって言われてもうまくイメージできません。
光源から光の粒子がすべての方向に発射され、壁にぶつかると反射して…
と言うようなことなら何となくわかるのですが、sin波みたいな波だと言われると？？？です。
波でなく粒子だとすると回折はなぜ起こるのかということになるんですよね？
初心者に解りやすく教えていただけないでしょうか？

回答No.1

中村 拓男（@tknakamuri） · ベストアンサー

とても良い質問だと思います。

古典論の範囲でお話ししますが、

通常の音などの波は媒質の圧縮やねじれが媒質中を伝わってゆく現象です。
媒質そのものが「音」ではなくそれに伝わる圧縮やねじれが音です。
これに対して光は媒質を使わずに伝わるので通常の波とは異質なものです。
＃もちろんガラスなどの媒質中も伝わりますが．．．

18世紀頃は光が波なんて誰も信じませんでした。既に太陽の光が
真空を伝わって地球に届くことが知られていたからです。波だったら
媒質が必要なはず。

ところが、やがてファラデーが真空は電磁力を「伝える」性質が有るのだと主張し、
マックスウェルが定式化を行いました。そこから真空を伝わる波、
電磁波の存在が予測されました。
これをヘルツが実証し、真空は電磁力を伝える力があることが徐々に認知されました。
やがて光が電磁波の一種だと判明しました。

で、結局、空気中を伝わる音は空気という媒質の「疎密」ですが、
光は電磁力の波であり、電磁力は空間そのものの性質で媒質は存在しません。

じゃあなんだといわれると、実は私もよくわかりませんが、空間そのものを
足懸かりに伝わる波とでもいうべきものなのかもしれません。
＃この先はおそらく QED(量子電磁力学)の世界に足を踏み入れるべきなのでしょう。

お礼

丁寧なご解説、ありがとうございました。
やっぱり教えていただいても難しいですね。私の頭は18世紀脳ということでしょうか？
お礼が遅れてしまってすみませんでした(汗