© 2015 EPFL といっても、何がどうすごいのかがとてもわかりづらいわけですが、なぜこれを撮影するのがそんなにすごいことなのか、どのようにして撮影したのかをEPFLがアニメーションムービーで解説していて、これを見れば事情がわりと簡単に把握できます。 Two-in-one photography: Light as wave and particle! - YouTube アインシュタインといえば「特殊相対性理論」「一般相対性理論」などで知られる20世紀の物理学者です。19世紀末まで「光は波である」という考え方が主流でしたが、それでは「光電効果」などの説明がつかなかったところに、アインシュタインは「光をエネルギーの粒子(光量子)だと考えればいい」と、17世紀に唱えられていた粒子説を復活させました。 この「光量子仮説」による「光電効果の法則の発見等」でアインシュタインはノーベル物理学賞を受賞しました。 その後、時代が下って、光は「波」と…… 「粒子」の、両方の性質を持ち合わせていると考えられるようになりました。 しかし、問題は光が波と粒子、両方の性質を現しているところを誰も観測したことがない、ということ。 そこでEPFLの研究者が考えた方法がコレです。まず直径0. 00008mmという非常に細い金属製のナノワイヤーを用意し、そこにレーザーを照射します。 ナノワイヤー中の光子はレーザーからエネルギーを与えられ振動し、ワイヤーを行ったり来たりします。光子が正反対の方向に運動することで生まれた新たな波が、実験で用いられる光定在波となります。 普段、写真を撮影するときはカメラのセンサーが光を集めることで像を結んでいます。 では、光自体の撮影を行いたいというときはどうすればいいのか……? 光があることを示せばいい、ということでナノワイヤーに向けて電子を連続で打ち出すことにします。 運動中の光子 そこに電子がぶつかると、光子は速度を上げるか落とすかします。 変化はエネルギーのパケット、量子として現れます。 それを顕微鏡で確認すれば…… 「ややっ、見えるぞ!」 そうして撮影されたのが左側に掲載されている、世界で初めて光の「粒子」と「波」の性質を同時に捉えた写真である、というわけです。 実際に撮影した仕組みはこんな感じ なお、以下にあるのが撮影するのに成功した顕微鏡の実物です この記事のタイトルとURLをコピーする
「相対性理論」で有名なアルバート・アインシュタイン(ドイツの理論物理学者・1879-1955)は、光が金属にあたるとその金属の表面から電子が飛び出してくる現象「光電効果」を研究していました。「光電効果」の不思議なところは、強い光をあてたときに飛び出す電子(光電子)のエネルギーが、弱い光のときと変わらない点です(光が波ならば強い光のときには光電子が強くはじき飛ばされるはず)。強い光をあてたとき、光電子の数が増えることも謎でした。アイシュタインは、「光の本体は粒子である」と考え、光電効果を説明して、ノーベル物理学賞を受けました。 光子ってなんだ? アインシュタインの考えた光の粒子とは「光子(フォトン)」です。このアインシュタインの「光量子論」のポイントは、光のエネルギーは光の振動数(電波では周波数と呼ばれる。振動数=光速÷波長)に関係すると考えたことです。光子は「プランク定数×振動数」のエネルギーを持っています。「光子とぶつかった物質中の電子はそのエネルギーをもらって飛び出してくる。振動数の高い光子にあたるほど飛び出してくる電子のエネルギーは大きくなる」と、アインシュタインは推測しました。つまり、光は光子の流れであり、その光子のエネルギーとは振動数の高さ、光の強さとは光子の数の多さなのです。 これを、アインシュタインは、光電効果の実験から求めたプランク定数と、プランク(ドイツの物理学者・1858-1947)が1900年に電磁波の研究から求めた定数6. 6260755×10 -34 (これがプランク定数です)がピタリと一致することで、証明しました。ここでも、光の波としての性質、振動数が、光の粒としての性質、運動量(エネルギー)と深く関係している姿、つまり「波でもあり粒子でもある」という光の二面性が顔をのぞかせています。 光子以外の粒子も波になる? こうした粒子の波動性の研究は、ド・ブロイ(フランスの理論物理学者・1892-1987)によって深められ、「光子以外の粒子(電子、陽子、中性子など)も、光速に近い速さで運動しているときは波としての性質が出てくる」ことが証明されました。ド・ブロイによると、すべての粒子は粒子としての性質、運動量のほか、波としての性質、波長も持っています。「波長×運動量=プランク定数」の関係も導かれました。別の見方をすれば、粒子と波という二面性の本質はプランク定数にあるともいうことができます。この考え方の発展は、電子顕微鏡など、さまざまなかたちで科学技術の発展に寄与しています。
(マクスウェル) 次に登場したのは、物理学の天才、ジェームズ・マクスウェル(イギリスの物理学者・1831-1879)です。マクスウェルは、1864年に、それまで確認されていなかった電磁波の存在を予言、それをきっかけに「光は波で、電磁波の一種である」と考えられるようになったのです。それまで、磁石や電流が作り出す「磁場」と、充電したコンデンサーにつないだ2枚の平行金属板の間などに発生する「電場」は、それぞれ別個のものと考えられていました。そこにマクスウェルは、磁場と電場は表裏一体のものとする電磁気理論、4つの方程式からなる「マクスウェルの方程式」(1861年)を提出しました。ここまで、目に見える光(可視光)について進んできた光の研究に、可視光以外の「電磁波」の概念が持ち込まれることとなりました。 「電磁波」というと携帯電話から発生する電磁波などを想像しがちですが、実は電磁波は、電気と磁気によって発生する波のことです。電気の流れるところ、電波の飛び交うところには必ず電磁波が発生すると考えてよいでしょう。この電磁波の存在を明確にした「マクスウェルの方程式」は1861年に発表され、電磁気学のもっとも基本的な法則となっています。この方程式を正確に理解するのは簡単ではありませんが、光の本質に関わりますので、ぜひ詳細を見てみましょう。 マクスウェルの方程式とは? マクスウェルの方程式は、最も基本的な電磁気学上の法則となっているもので、4つの方程式で組みをなしています。第1式は、変動する磁場が電場を生じさせ、電流を生み出すという「ファラデーの電磁誘導の法則」です。 第2式は、「アンペール・マクスウェルの法則」と呼ばれるものです。電線を流れている電流によってそのまわりに磁場ができるというアンペールの法則に加えて、変動する磁場も「変位電流」と呼ばれる電流と同じ性質を生み出し、これもまわりに磁場を作り出すという法則が入っています。実はこの変位電流という言葉が、重要なポイントとなっています。 第3式は、電場の源には電荷があるという法則。 第4式は、磁場には電荷に相当するような源は存在しないという「ガウスの法則」です。 変位電流とは? 2枚の平行な金属板(電極)にそれぞれ電池のプラス極、マイナス極をつなぐと、コンデンサーができます。直流では電気を金属板間にためるだけで、間を電流は流れません。ところが激しく変動する交流電源につなぐと、2枚の電極を電流が流れるようになります。電流とは電子の流れですが、この電極の間は空間で、電子は流れていません。「これはいったいどうしたことなのか」と、マクスウェルは考えました。そして思いついたのが、電極間に交流電圧をかけると、電極間の空間に変動する電場が生じ、この変動する電場が変動する電流の働きをするということです。この電流こそが「変位電流」なのです。 電磁波、電磁場とは?
しかし, 現実はそうではない. これをどう考えたらいいのだろうか ? ここに, アインシュタインが登場する. 彼がこれを見事に説明してのけたのだ. (1905 年)彼がノーベル賞を取ったのはこの説明によってであって, 相対性理論ではなかった. 相対性理論は当時は科学者たちでさえ受け入れにくいもので, 相対性理論を発表したことで逆にノーベル賞を危うくするところだったのだ. 光は粒子だ! 彼の説明は簡単である. 光は振動数に比例するエネルギーを持った粒であると考えた. ある振動数以上の光の粒は電子を叩き出すのに十分なエネルギーを持っているので金属にあたると電子が飛び出してくる. 光の強さと言うのは波の振幅ではなく, 光の粒の多さであると解釈する. エネルギーの低い粒がいくら多く当たっても電子を弾くことは出来ない. しかしあるレベルよりエネルギーが高ければ, 光の粒の個数に比例した数の電子を叩き出すことが出来る. 他にも光が粒々だという証拠は当時数多く出てきている. 物を熱した時に光りだす現象(放射)の温度と光の強さの関係を一つの数式で表すのが難しく, ずっと出来ないでいたのだが, プランクが光のエネルギーが粒々(量子的)であるという仮定をして見事に一つの数式を作り出した. (1900 年)これは後で統計力学のところで説明することにしよう. とにかく色々な実験により, 光は振動数 に比例したエネルギー, を持つ「粒子」であることが確かになってきたのである. この時の比例定数 を「 プランク定数 」と呼ぶ. それまで光は波だと考えていたので, 光の持つ運動量は, 運動量密度 とエネルギー密度 を使った関係式として という形で表していた. しかし, 光が粒だということが分かったので, 光の粒子の一つが持つエネルギーと運動量の関係が(密度で表す必要がなくなり), と表せることになった. コンプトン散乱 豆知識としてこういう事も書いておくことにしよう. X 線を原子に当てた時, 大部分は波長が変わらないで反射されるのだが, 波長が僅かに長くなって出て来る事がある. これは光と電子が「粒子として」衝突したと考えて, 運動量保存則とエネルギー保存則を使って計算するとうまく説明できる現象である. ただし, 相対論的に計算する必要がある. これについてはまた詳しく調べて考察したいことがある.
光は波?-ヤングの干渉実験- ニュートンもわからなかった光の正体 光の性質について論争・実験をしてきた人々
さて、光の粒子説と 波動説の争いの話に戻りましょう。 当初は 偉大な科学者であるニュートンの威光も手伝って、 光の粒子説の方が有力でした。 しかし19世紀の初めに、 イギリスの 物理学者ヤング(1773~1829)が、 光の「干渉(かんしょう)」という現象を、発見すると 光の「波動説」が 一気に、 形勢を逆転しました。 なぜなら、 干渉は 波に特有の現象だったからです。 波の干渉とは、 二つの波の山と山同士または 谷と谷同士が、重なると 波の振幅が 重なり合って 山の高さや、 谷の深さが増し、逆に 二つの波の山と谷が 重なると、波の振幅がお互いに打ち消し合って 波が消えてしまう現象のことです。
今際の国のアリス 特別編6 だいやのきんぐ1 - 週刊少年サンデーまとめ速報改
『今際の国のアリス』サンデー本誌連載の特別篇6・「びじんとうひょう」は、現在第3話まで進行しています。 ちと遅くなりましたが第3話までの感想投下をば(第2話感想はサボってしまったので、第2話込みで ^^;) なお、ネタバレを含みますので、これ以降は本作未読の方はその旨ご承知おき願います。 さて。 「 ♦ K」 戦たるこの 「びじんとうひょう」 編ですが、「げぇむ」自体は一見簡単そうに見えながらも思考のリソースをかなり費やすタイプです。 ただし、ストーリーの方は実にテンポよく進行しており、読み手としてはストレスフリーに読み進められる好編となっていますね。 第2話感想が抜けてますので、まず簡単に「げぇむ」内容を押さえておきますと…大雑把にって、"統計調査に対する予測を行うゲーム"…といった感じでしょうか? それは一見、 ♥ 4 ・「あんけぇと」の仕様を連想させますが、「あんけぇと」の方が「はぁと」の「げぇむ」らしく「ぷれいやあ」間の関係に楔を穿ち、参加者間の騙し合いが大きな駆動力として介在しているのに対し、こちらは予測と考察が絡まり合って答えを導き出すと言うロジカルさに主眼が置かれた仕様となっています。 そしてこの「びじんとうひょう」における最大の"変数"は、 統計調査の母集団が、そのまま予測を行う参加者自身でもある 事でしょう。 つまり、 "自分の回答"とそれがもたらす"結果"の二つを互いにフィードバックさせ合いながら"予測し続け"ねばならない ワケです。 これがもたらす最大の効果は、 どこまで予測を読み込むかによって、結果が違ってくる と言う事で…"前提条件"によって予測結果自体が変動してゆき、それに伴い前提条件もまた変動していくと言う、一見すると地味なクセしてやたらと頭を使わねばならない難物な「げぇむ」なのですね。 …正直、こんなのやる当事者になんかなりたくないですわ! f(^^; 具体的には、こんな(↓)体裁です…取り敢えず、大雑把にですけど。 ① 参加者は、全員が【持ち点0】の状態からスタート。 ② 参加者は、0~100までの整数から一つを選択。 ③ 択ばれた数字の【平均値】に【0.8を掛けた】数字を答えとし、【これに一番近い数字】を選んでいた者が勝者。 ④ 勝者以外は、持ち点から1ポイントマイナス…勝者には加点無しの完全減点方式。 ⑤ このターンを繰り返して、-10ポイントになった者は、「げえむおおばあ」。 ⑥ また、一人減る毎に新たな「るうる」が加わる。 ⑦ 最終的に生き残った一人が「げえむくりあ」。 他にも細かな「るぅる」はありますが、仔細は省きます。 先の第2話で、既に参加者5人の内2名…数学者・弥重勉三と証券マン・飛鳥馬尚…が「げえむおおばあ」しました。 ちなみに「げぇむおおばあ」では、 頭から 王水 をぶっ掛けられる 仕様… ((((;゚Д゚)))) 嗚呼、せめてこれが王水ではなく、 女王様の黄g (←黙りなさい!
舌戦!! 舌戦に次ぐ舌戦!!! 今際の国のアリス １６- 漫画・無料試し読みなら、電子書籍ストア ブックライブ. 「びじんとうひょう」最大の魅力は、決着に向けて静かに、けれども徐々に高まっていくチシヤとクズリューの感情と、そこから放たれる剥き出しの本音なんですよね。 作者が 向かい合う2人が賢いから、二人の本音は説得力を持った共感を呼ぶ形で言葉になって出てくる。 公平 公平って そろそろ押し付けがましくてうるさいよ 1000万人がその注射を待ってたら どの100万人を救うんだい? とチシヤが言い出したあたりからピリピリと緊迫感が増していきます。 そして決着へ突き進む中、チシヤの大演説がスタートします。 つまりアンタは 命の価値がわからないんじゃなく 命の価値を自分で決められないんだ <中略> 敬服せずにはいられないよ あまりの青臭さと頭の悪さに もしも仮に あくまで仮定の話にすぎないが 命に価値なんてものがあるとしたら そんなものはそれぞれが勝手に決めてりゃいいのさ <中略> 命の価値なんてものは アンタが勝手に決めればいい 誰もがそうしてるし 俺もそうしてる 自分が感じたことが絶対的な価値だと勘違いして その判断基準の違いを いい年した大人がいちいち人に押し付けるなよ 平等だなんだと拘って 本当はアンタが一番人の命に優劣を付けたがってるんじゃないのか? 後一回でも負ければ即「げぇむおおばぁ」になるこの状況でポンポンこんなセリフが出てくるチシヤのメンタルは神の領域に達してますね。初めて読んだ時も、今日再び読んだ時も、痺れましたよこれは。どんな状況でも冷静でいられるのが彼の強さの所以でしょうね。そしてそれに答えようとするクズリューの思考が実に切ない。読んでてかわいそうになってくる程に。 今際の国の国民という、ぷれいやぁとでぃいらぁの殺し合いを高みの見物をしている中で、その中でもボーシヤや「まじょ」、くらぶのよんのお姉さんの生き様から見えてきたクズリューの行き方に対する答えが、チシヤの言葉によってその輪郭をはっきりとさせていきます。 私に問われているのは 生きるべき死ぬべき人間を決めることではないのか…? 私は一体何を決めればいい--?
」といえばわかるでしょうか。随所に感動シーンがちりばめられている、王道少年漫画の傑作です。何せ僕自身生まれて初めて読んだ漫画が「金色のガッシュ!! 」ですからね。泣かせに来る漫画は好きなんですよ。ただ、できればこの漫画にはもう少し心理描写を抑えて(それがこの漫画のウリではあるんですけど)テンポよく話を進めてもらいたかったです。元々は月刊誌での連載ですしね。アリスの葛藤に10ページ割くくらいなら、他のげぇむのダイジェストをお送りして欲しかったです。 ただ、今回のカルベ、チョータ、シブキ、キューマによるアリスへの激励の言葉はすごく良かったです。もしかしたらこの漫画は、アリスという子供が大人になるまでの物語なのかもしれませんね。 このシーンを見てそう思いました。 あ、最後にニラギが登場しましたが、彼も彼なりのポリシーを確固たるものにしてますよねぇ。 クズリューは理想の為に生きる ニラギは嫌われてでも生き続ける アリスはまだ迷ってる段階ですね。 16巻は、ここまで勝ち残った猛者ぷれいやぁ達がまさに「どう生き、どう死にたいか」を描いた一冊だと感じましたとさ。 ・・・・・・イヤァ、随分と長い記事にまたなってしまった事だヨ 簡潔に書き上げようと思ってたんですけどね、無理でした☆~(ゝ。∂) ジリ貧な記事ですが今回はここまでにしたいとおもいます。 では御機嫌よう 麻生羽呂 ブログ 麻生羽呂 Twitter @asoharoo スポンサーサイト