量子との出会い

last up date 2009/05/12

　ところで量子論の「量子」という言葉は、普段聞きなれないものです。量子はquantumという英語の訳語で「小さな固まり・単位」という意味です。では何が固まりになっているかというと「量」が小さな固まりになっているのです。たとえばミクロの物質が持つエネルギーの量は「エネルギー量子」という小さな塊の集まりだと考えるのです。
「量子」なるものが生まれたのは1900年つまり19世紀最後の年でした。1900年の12月にドイツの物理学者プランクが「エネルギー量子仮説」と呼ばれる理論をベルリン物理学会のクリスマスパーティーを兼ねた講演会で発表したのです。
個の理論は、物質を熱したときの物質の温度と、その物質が放つ光の色の関係を探る中から誕生しました。そしてプランクは光が持つエネルギーに関して、従来の常識を打ち破る「量子」というものを初めて提唱したのです。つまり、量子論は光の研究から生まれてきたわけです。
量子論は物質が波であること、正確には粒と波の性質を併せ持つことを明らかにしたわけですが、実は量子論を生んだ光こそが、その正体をめぐって「粒か波か」という論争を多くの科学者が何世紀にもわたって繰り広げてきた対象でした。
そこでまず、光の正体をめぐる歴史や、光の性質についての基礎知識を紹介して、エネルギー量子仮説が登場するに至った背景を理解してもらおうと思います。

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① 光の正体は粒か、波か
② 光が波である決定的な証拠
③ 光は電磁波の一種
④ 電磁波の波長と種類
⑤ 光の謎

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