光とは何でできていますか、光はなぜ進むのですか

質問

光は、波と粒の性質があると聞きました。光は、素粒子のひとつですか。

光は、なぜ進むのですか、光が進むためには、何のエネルギーで進むのですか（たとえるなら車が進むにはガソリンが必要という論理から、質問しています）。光は、やがて進まなくなるのですか（車にたとえると燃料切れ）

回答No.8

noname#195146 · ベストアンサー

>光は、波と粒の性質があると聞きました。

　その通りです。そのようなものを「量子」と呼んでいます。

>光は、素粒子のひとつですか。

　その通りです。光子と呼ばれます。

>光は、なぜ進むのですか、光が進むためには、何のエネルギーで進むのですか（たとえるなら車が進むにはガソリンが必要という論理から、質問しています）。

　波としての光が可視光だとして、それはある範囲の波長の電磁波です。携帯の電波も、電子レンジで使うマイクロ波も、放射線のあるX線やガンマ線も電磁波です。

　電磁波は、電磁場が振動などの加速度運動をしたときに放出されます。例えば、電子は周囲に電磁場を持っています。電子を揺すると電磁場も揺れて、電磁波が出ます（詳しい仕組みはマクスウェル方程式から理論的に導かれるのですが、数式だけでイメージしにくいので割愛します）。

　電磁波は揺れる電磁場から離れて、電場と磁場が互いに振動しつつ、うまく相互作用しながら、消えずに、ずっと進むものです。波であるので、音が空気を揺らしながら伝わるように、光も何か空気のような媒質があると思われていたこともあります。

　しかし、そうではなく、何もないところに自ら波打って進むことが分かり、さらに誰がどのように見ても同じ速度だと分かりました（それが相対論の結論の一つ）。

　さらに量子力学ができて、波は全て粒子の性質も持つことが分かってきました。光もそうだと気が付いたのがアインシュタインで、最初は光量子と呼ばれ、後で光子（フォトン）と名前が変わりました。

　光の面白い性質は、必ず秒速30万kmで進み続け、止まることはおろか、減速も加速もできないことです。同じ速さで進み続けるか、消えるかしかありません。

>光は、やがて進まなくなるのですか（車にたとえると燃料切れ）

　普通の物体でも、地面に落ちたりせず、空気抵抗のない真空の宇宙なら、ずっと止まらずに進み続けます。人工衛星はロケットエンジンを吹かし続けなくても、ずっと地球の周りを回っていますね。

　光も同じです。100億光年も彼方の星から、地球まで光が届くのは、真空の宇宙を進むからです。でも、普通の物体と同じように、重力に引き寄せられて曲がって進むことがあります。それによって起こる現象の一つに重力レンズと呼ばれるものがあり、質量の大きな星がまるでガラスのレンズのように光を集めるように働きます。それにより、一つの星が二つに見えたりする現象などが、いくつも発見されています。

回答No.7

s_hyama

光にはもう一つの性質があります。
それは光速度です。　その時空のスピードによってエネルギーは変化します。
また、その光の粒子と波動のエネルギーが光量子という素粒子です。

ひゃまの飛んでもない光論より
http://note.chiebukuro.yahoo.co.jp/detail/n233229

回答No.6

foomufoomu

光と電波は同じものというのはご存知ですよね。
電波というのは、アンテナに電圧をかけると周囲に電界ができ、するとフレミングの法則でその周りに磁界が発生し、磁界が変化すると、またフレミングの法則で、その周りに電界ができ・・・
と、電界→磁界→電界→磁界　を果てしなく繰り返して伝わるのです。
これを量子力学の目で見ると、光子という粒子が飛んでいるのと同じ作用を持つ。というのが光が進む原理です。

回答No.5

雪中庵（@psytex）

相対性理論の四次元ミンコフスキー空間において、時間軸と空間軸は虚数関係にあり、そのために空間軸と時間軸の等距離点に、“ゼロの面”ができます。
それが「ライトコーン」、すなわち光子の形成する面であり、未来と過去を分ける界面となっています。
そこに、同じ相対性理論が導く「超光速による虚数エネルギー」を、その相互作用における二乗を利用して「マイナスエネルギー＝時間軸逆行」の等価と捉えることで、光速が分ける「光速以下と超光速」が「未来(予測=空間)と過去(記憶=時間)」に転化され得るのです。
（原理的(超弦)に光速に還元される本質を、階層現象性を表面的に捉える事による非光速性の派生）

我々は「過去は既に終わっている」「未来はまだ来ていない」ので、「存在するのは現在」と考えますが、真の『現在』とは、認識体の感受表面での量子相互作用（光速）のみであり、その経験（過去＝超光速）による予測（未来＝光速下）として時空的広がりは発生しているのです。
その非光速性に基づく時空仮説（仮想的な過去と未来への対発生に基づく基底化）に対する、無の射影が量子＝エネルギーなのです。
「何かあるんじゃないの？」という自我仮説を、「もし自己が存在するならば」という相補的な時空仮説において、「ホントは無いんだけどね」という補完的に無に還元するもの。

全ての存在は、量子的な不確定性に基づいており、無限につめこむと存在確率の山が平らになって、無と等しくなります。
認識性を除外した存在は、無＝無限不確定性になります。
その無限の闇に、認識体の仮定断面（認識可能性）の運動を想定すれば、相対的に無の風は光になり、認識体はその光（量子相互作用パターン）の向うに、自己の補完（相補的不確定性）としての宇宙を認識するのです（自我仮説(記憶=時間的流れ)と時空仮説(予測=空間的広がり)の相補分化）。
全てのものは、あなたが存在するための（物理的根源にまで遡った）補完なのです。

補足

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回答No.4

tetsumyi

光は進みません。
光とは一次元の方向性を持った一瞬の電磁現象で時間はありません。
出発点と終点があるだけです。
終点の時間が遅れるのは、宇宙が安定た状態を保つために必要なことで、相対性理論では宇宙空間の性質で距離と時間が函数となるからです。
ですから進行途中の光を操作する手段はありません。
重力で光が曲がったように見えるのは、重力場で空間が歪むためです。
光が波で空間を振動しながら進むと言うのは過去の考え方で、今の物理学者でこんな考え方をする者はいません。
素粒子論では相互作用は粒子としないと扱えないので、重力でも何でも粒子として見ます。

補足

回答欄の文章は難しいです。

光は進みませんの文章と、進行途中の光を　という文章が　合わないからです。

何億年前の光が、宇宙の果てから日本に到着しますので、光は進むという前提で質問しました。

乾電池にたとえて、バッテリーが切れて光らなくなる光粒子もあるのでしょうか

回答No.3

poponntann

光のエネルギーで進みます。

回答No.2

aokii

光は、生まれたから進むのです。光が進むためには、光のエネルギーで進むのです。（たとえるなら光が進むには光が必要という論理です）。光は、やがて進まなくなることはありません。（車にたとえると燃料切れ、はありません。）光が何かにぶつかるなどして、光エネルギーが何かに変わるまで進み続けます。

回答No.1

maainoino

永遠に進みます。
摩擦が無いからです。
抵抗がないと進み続けます。

補足

エネルギーを保有した状態で、静止していないのはなぜか、一方向に動くと、逆の方向へバックしないのはなぜかという観点から回答を希望します

回答ありがとうございます