光子の波長と回折などの関係につきまして。

質問

１．光学顕微鏡で高倍率を実現しようとしても画像がぼやけるのは、光子の回折のためですか。
２．波長のごく短い光子を使えば、その難点はかなりの程度、克服できますか。（肉眼では見えなくなるでしょうけれども。）

回答No.3

leo-ultra

>、不確定性原理を否定する様な素粒子などの観測は不可能でしょうか。

質問１）素粒子ってなんですか？　加速器を使って作るやつですか？
　　　　トップクォークとか、グラビトンとかですか？

　　　　すると、可視や紫外を使っていると、せいぜい数eVなので、
　　　　エネルギー的に無理でしょう。

　　　　それとも素励起のことですか？

不確定性原理って、多少の変更はあったかもしれませんが、基本的には正しいと
信じられているものでしょう。　それが否定されるってどういうこと。

お礼

御回答を誠に有難う御座いました。

補足

「素粒子」とは電子、陽子その他とお考え下さい。河田先生は、表面プラズモン・ポラリトンの光は波長も速さも殆どゼロだと仰いましたので、それに「素粒子」を当てたら、その「素粒子」の位置ｘも運動量ｐも、それぞれの誤差⊿ｘ，⊿ｐが、⊿ｘ＊⊿ｐ＜ｈバー/２　となる様に、測定出来るのではありませんでしょうか。なお、前回の補足質問１．の、ナノ光学に於けるレンズ代わりは何かをお教え下さい。

回答No.2

leo-ultra

> １．光学顕微鏡で高倍率を実現しようとしても画像がぼやけるのは、光子の回折のためですか。

光子の回折というと、光の回折とどう違うのか悩みそうですが、そんなこと気にしなければ、この文はOKです。

>　２．波長のごく短い光子を使えば、その難点はかなりの程度、克服できますか。

紫外線を使えば少しは改善されますが、別の問題が発生します。

緑色の可視光（波長500nm）の代わりに波長250 nmの紫外線を使えば、分解能が2倍になりそうです。
でもその半分の波長125nmになると、その波長で透明な材料を探すのが難しいです。
つまりレンズにする材料がありません。そこそこ加工精度もいるだろうし。

もっと悪いことに125nmだと空気もその紫外線を通しにくくなります。

だから光の代わりに電子を使った電子顕微鏡などを使うわけです。

尚、電子は電磁波ではありません。

> 表面プラズモンポラリトンは別に川田先生が発明されたわけではありません。
概念的には昔からある現象です。　それを使ったナノ光学が新しいわけで。

お礼

早々の御回答を誠に有難う御座いました。

補足

１．ナノ光学では写真撮影の際、レンズ代わりにどういう物を使っておられますでしょうか。
２．ナノ光学によって、不確定性原理を否定する様な素粒子などの観測は不可能でしょうか。また、その理由は何でしょうか。

回答No.1

tance

そうです。
「波長のごく短い光子」ではなく「波長のごく短い電磁波」を使って光では見えない微細構造を見る顕微鏡があります。
電子顕微鏡です。電子というツブは光よりずっと短波長の波の性質も持っているので、それを使ったものです。

お礼

早々の御回答を誠に有難う御座いました。

補足

大阪大学工学部大学院の河田聡教授の生み出された、表面プラズモン・ポラリトンという、波長も速さも殆どゼロの光子に素粒子をぶつけたら、不確定性原理が否定される様な素粒子の観測は出来ますでしょうか。