波としての光

質問

光を波として考えた時に、波長、振動数は求めることができると思いますが、振幅は定義できるのでしょうか。

回答No.1

motsuan · ベストアンサー

光＝電磁波の振幅を測定を含めてどう考えるかという質問なのでしょうか？

静電場（静磁場）であれば強度と言う形で電荷や磁荷（？）を置いたときの力の強さで求まると思います（というかある意味定義ですよね。）。
光の場合どうかというと、量（どう目盛をきざむか）としては静電場などの延長で表現するとして、実際問題としては、光の強度（エネルギー）で測る場合が多いと思います。振幅の２乗に強度が比例することから、それから振幅をきめるのだと思います。
電磁場の振幅はもちろん空間的な大きさではなく、空間にへばりついた量で本当にあのか？とおもわれるかもしれませんが、もちろん確認できます。干渉は波の振幅と位相情報がないと成り立たないので、干渉をみれば良いわけで、干渉した波の強度分布を見て、（この空間の中に広がっているわけではないけれども）振幅は確かに在ると考えればいいのだと思います。

お礼

回答、ありがとうございます。

　「波のエネルギーは、振幅の2乗に比例することから、振幅を求める」ということは納得しました。
　しかし、干渉を見ることによって実際の空間に振幅が存在しているとするところは、ちょっと分かりにくかったので、良く考えてみます。
　光の振幅は、普通の波の振幅とはどうも違うようだ、ということは分かりました。

回答No.2

siegmund

> 光の振幅は、普通の波の振幅とはどうも違うようだ

そうですね，例えば弦の波だったら弦そのものが目に見える．
音波では，空気は直接目には見えませんが，まあ空気の存在は誰も知っている．
ところが，電磁波は何が振動しているのか，よくわからない．
昔は空間を満たしているエーテルなんてものを考えて，
それが電磁場の媒質としていましたが，
それではどうも具合の悪いことがいろいろある．
現在では，空間の歪みが伝わってゆくのが電磁波という解釈になっています．
motsuan さんの「空間にへばりついた量」はそういう意味です．
電磁波に限らず，静的な電場や磁場も空間の歪みと解釈されています．

お礼

回答、ありがとうございます。

私の頭の中では、振幅とは波の山と谷の間の長さの1/2でした。しかし、そのような、古典的な波の考えが通用しない光に対しても、振幅という言葉を使うのですね。イメージできず混乱していました。