光がなぜ波か物質かの歴史

質問

大学で相対性理論の講義を学びました（難しいですね）

ニュートンの頃から光は物質か波かということで
揺れ動いていたようです。講義はここから始まっています。

なぜ波か物質かの２つに的を絞れたのでしょう。
空気とか、エーテルとか、アトムとか。
よく分からないんですけど、
もっと色々な見方があっても不思議じゃないですよね。

私には当時の技術で何で２つに絞れたのか
このことがよく分かりません。

回答No.1

noname#175206 · ベストアンサー

二つだけに絞れたのではないのです。

　とりあえず、遠くまで行ける、あるいは伝わるのが、物体（粒子）と波しか知られておらず、どっちかだろうとして、考察だけされたのです。

　ニュートンが粒子説を採用したのは、光が波の性質を強く示すことが実験的に確かめられておらず、その直進性から粒子と仮定しました（粒子が未知の媒質を振動させるとは考えてみた）。

　フックやホイヘンスは波動と仮定して説明できると考えて波動説を採用し、ニュートンと論争がありました。

　ニュートン自身、光の波動性を示すニュートンリングの現象を見つけてはいましたが、どちらとするかの決定打はなく、「まあ、とりあえず粒子説にしておこう」という雰囲気が18世紀末まで続きました。

　1800年にヤングが波動説を強化する証明を行い、それに引き続いて光の波動性が認識されるようになり、以降は波動説が正しいとされるようになりました。

お礼

ご回答有り難うございます。
一番分かり易かったです。２つしかなかったんですね。

取り敢えず粒子説にしておこうってことだったんですね。
そういう説明はなかったように思います。

回答No.4

s_hyama

光の定義など物理学でできていませんよ。

以下の文のニュアンスをよく解釈してください。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%85%89

電磁気学のマクスウェルは光の波は電磁波だと言っただけです。
ですから、光のエネルギーを言う場合は光量子は、
粒子性と波動性の二重性をもっている。
その波動性を言う場合は、光波
その粒子性を言う場合は、光子

ひゃまは、光を時空の存在そのものと呼んでます。

お礼

ご回答有り難うございます。
光の定義など物理に登場しないのですか？？
もの凄く難しい話に足を突っ込んだようですね。
やはり私には荷が重かったのでしょうか。

光量子は出てきました。
場合によって言葉が違うのは初めて知りました。
ちょっとのことで色々と変わるのですね。

回答No.3

Tann3

No.2です。

＞19世紀までは、光が粒子であるなど、誰も考えませんでした。

と書きましたが、No.1さんのとおり、ニュートンが粒子説でしたね。忘れていました。
　この記述は撤回します。

　でも、ニュートン自身も、粒子説を提唱したものの、干渉、屈折、偏光などが説明できず、自説に不安を持つようになっていたようですし、ニュートンの粒子説を継承する物理学者はなかったようです。

http://web.canon.jp/technology/kids/mystery/m_01_01.html

回答No.2

Tann3

光は、もともと波と考えられていました。19世紀までは、光が粒子であるなど、誰も考えませんでした。
　それは、光が２つのスリットを通るとと干渉縞が現れるからです。
　その他、光の屈折や、プリズムでの分光など、色によって波長の異なる波であることにより説明のつく現象がたくさんあります。

　　↓　光の干渉縞
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%B9%B2%E6%B8%89_(%E7%89%A9%E7%90%86%E5%AD%A6)

　光が波動であることで説明のつかないのが光電効果で、これを説明するためにアインシュタインが提唱したのが光量子仮説です。アインシュタインが、この光量子仮説でノーベル賞を受賞したのが1921年ですから、そんなに古い話ではありません。
　光が粒子でもあるとの仮説は、20世紀になってから、プランクによるエネルギー量子仮説などの量子力学の成立・発展と歩調を合わせて提唱されたわけです。

　　↓　光電効果
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%85%89%E9%9B%BB%E5%8A%B9%E6%9E%9C

　単に理論を学ぶだけでなく、それがどのような必要性と必然性で導き出されたか、ということも学んでみてはいかがでしょうか。より本質的な理解が進むと思います。

お礼

ご回答有り難うございます。
光の二面性は理解できたのですが、
難しい式を見ると頭が痛くなってしまいますね。

>それがどのような必要性と必然性で導き出されたか

それを学んでみたいと思いました。

物理学の歴史を学ぶつもりだったんですけど
あんなに複雑な式がたくさん出てくるなんて・・・
甘かったです。