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与太話

 光は波でもあり、粒子でもあります。粒子ととらえる場合は、光の一粒を光子と呼びます。そして光子の質量はゼロです。物質なのに重さがないという不思議な存在です。
 光子のエネルギーEは、下記となります。

E=hν  式1
 E;光子のエネルギー
 h;プランク定数
 ν;光の振動数

 物質は波でもありますが、ド・ブロイによると

λ=h/mv  式2
 λ;波長
 h;プランク定数
 m;粒子の質量
 v;粒子の速度

 一般的に波においては

λ=v/f  式3
 λ;波長
 v;速度
 f;振動数

式2と式3から

h=mv^2/f=mv^2/ν  式4
 光子なのでf=ν

式4を式1に入れると

E=mv^2  式5
 E;光子のエネルギー
 m;粒子の質量
 v;粒子の速度

となります。
 さて先に述べたように光子の質量はゼロです。そして光速は速いといえど有限です。よって光子のエネルギーはゼロとなります。光子を波として考えると、式1よりエネルギーはゼロでない値となりますが、粒子として考えると、式5よりエネルギーはゼロとなってしまいます。
 考えられることは、光子は無限速度のときは質量ゼロだが、有限速度のときは質量ゼロではないのではないのか? ということです。つまり重力等の場の影響を受け、光子は質量を持っているのではないか? ということです。まぁ与太話ですけどね。


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