新年度が始まった。新しい気持ちで、物事を考え対処しよう。手始めに、今までとはちょっと違った視点で自分を見つめて見たい。手始めに光を考えよう。

光は、波と量子と両面を持つという。光合成はどうなんだ？　波か？　光か? 太陽の光は７色だ。光合成は赤と青とを使うというが、その時の光は波か粒子か? 無色の太陽光の中で７色の光の粒子がバラバラに

飛んで来るの? 疑問は尽きないが、学生時代を思い起こし謎解明に取り組もう。

光って何だ?

人間の目に入って明るさの感覚を生じさせる電磁波を光という。しかしてその実態は；

ここに原子モデルがある。原子核の回りを電子がぐるぐる回っている。地球と太陽の関係と同じだ。原子核は +(プラス)に帯電、電子は-(マイナス)に帯電し、電子が回る遠心力に釣り合っている。このシステムに何かのエネルギーが加わると、加わったエネルギー見合いで、やや外側の軌道で釣り合うことになる。

原子核と電子に関するボーアモデルというのがあって、地球上の色々な原子について、太陽系の惑星の如く、分子量の大きな原子には複数の軌道があって沢山の電子が回っているが、この軌道をシュレジンガーの波動方程式で計算すると、どこにでも行けるのではなく、内側から順に電子がはいる軌道が決まってくる。軌道は内側から、E₁, E₂, E₃, E₄, E_n-1, E_nとあり、入る電子の数が決まっている。

今吾輩に取って大切なのは光だ。ある軌道を回っている電子に、何かのエネルギーが加わると、励起される。励起された電子が、一つ低いレベルの軌道に移るとき、２つの軌道の差分のエネルギーを光として放出する。つまり、光とは、原子核付近を移動する電子が余剰エネルギーとして放出したものだ。エネルギーの大きさの違いで色々な波長の光が出る。

ここに光子がある。先の疑問のいくつかが解決できるはずだ。この図は電子の図（http/www.geoticitiesより）だ。電子は多数の赤、橙、黄、緑、青、藍、紫色、７色に光子の集まりだ。

光子（コウシ：フォトン）を取り出して定義すると、｢フォトンは光のエネルギーのことで、原子核の周りを回っている電子が電子の反粒子（陽電子と呼ばれる）と衝突すると、電子と陽電子はともに消滅し、2個または3個のフォトンが生まれる。（フォトンベルトの謎：渡邊延朗より）｣

光子1個の持つエネルギー　Ｅ　は、プランク定数h、振動数ν、光速度　ｃ、波長λを用いて、

　Ｅ　= hν = h c/λ

となる。

ちょっと整理してみよう。：

人間の目に入って明るさの感覚を生じさせる電磁波を光という。

太陽の光は７色だ。電子は７色の光子の集まりで、ここから７色の光子(粒子)が飛んでくる。

電子の姿は上のモデルを見て貰おう。

(2012-4-4 Yoshi)

吾輩と光とのお付き合い