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光












相対性理論で重要な鍵を握る『光』について考えてみる。

そもそも光は波なのだろうか。それとも粒子なのだろうか。



この論争は17世紀に始まる。

 万有引力の法則や運動の三法則で有名なニュートンは微粒子の流れとして

光をとらえた一方でホイヘンスは波動として光をとらえたこの論争は19世紀に入り,

 様々な実験から確かめられるようになる。


ヤングは, もし光が粒子だった場合,波動だった場合について

屈折や反射などの現象を比較研究し,波動説が正しいと確信した。

Wikipediaより引用

決定的だったのはフレネルによる光の干渉,回折実験である。



光が単純に直進するような粒子だったとすると,光の干渉は考えられない、

 そこで光は波動(進行方向に垂直に振動する横波）であると結論づけられた。


 ただし, 19世紀末から温度と光の関係を古典物理学でうまく説明できなくなり, 



1900年にプランクにより量子仮説が提唱される。






そして1905年, アインシュタインにより光量子仮説が提唱され,

光は波動と粒子の二重の性質を持つと考えられる様になった。

「光こそ、私にとっては最大の問題でした。
光の正体は、まったく謎めいているのです。

私は、76年の生涯を通して光を考え続けました。

光の速度の探究から相対性理論を

 一方、光の実体の研究からは光が粒であることを発見したのです。

1922年、私へのノーベル賞は、相対性理論に対してではなく、
光の粒の発見に対して与えられたのです。

しかし、光の探究は、苦悩への道でもありました。」

《by Albert Einstein》






参考文献
実験でたどる物理学の歴史

著 アダム・ハート=デイヴィス









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