電磁波と光子(Electromagnetic Wave and Photon)

光(電磁波)は波としての性質をもつ一方で, つぶつぶの粒子のような性質も示します. そのため,波としての性質を表して電磁波 (electromagnetic wave) と呼ぶ一方, 粒子として振舞う光を光子 (photon) と呼びます.
電磁波/光子は, ある波長λ,振動数ν,そしてエネルギー E をもちます. 波長λはm(メートル)やnm(ナノメートル)やÅ(オングストローム)で, 振動数νはHz(ヘルツ)やkHz(キロヘルツ)で, そしてエネルギー E はJ(ジュール)やerg(エルグ)で測ります.
波の波長と振動数
電磁波スケール
単位と換算表

光子のような素粒子はすべて, 波(wave)と粒子(particle)の性質をあわせもっています. 波と粒子の性質をもつ量子力学的な“なにか”を, エディントン(A. Eddington)は波粒 (wavicle)と名づけました.

波としての光(電磁波)粒子としての光(光子)


波長λと振動数νをもち光速 c で伝わる波のように振舞う エネルギー E と運動量 p (=E/c) をもち 光速 c で飛ぶ粒子のように振舞う
真空中を伝わる電磁波/光子の波長λと振動数νの積は光速cです. また光子のエネルギー E (energy) は振動数νに比例し, その比例定数をプランク定数 h といいます.

  光速     c = 3.00×108 m/s
  プランク定数 h = 6.63×10-34 J/s

単位
波長λ波の山と山の長さm
振動数ν1秒間の振動の回数Hz(ヘルツ)
エネルギー E振動数にプランク定数 h をかけたものJ(ジュール),erg(エルグ),eV(電子ボルト)
運動量 pエネルギーを光速で割ったものN s

λν = c

Eh ν = h /λ

pE/ch /λ


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