粒子とは波動の二重性ってどうイメージすればいい?【京大の講義より】

物理
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こんにちは。とある京大生です。

今回は「粒子と波動の二重性をどうイメージするか」をテーマに書きました。

サクッと読める長さの記事になっています。

粒子性と波動性

高校の授業では、

電子には粒子として振舞うこともあれば、波動として振舞うことがある

光は粒子と波動の二重性を持つ

なんていうふうに習うと思います。

そして、粒子性を示す例(光電効果)や波動性を示す例(ヤングの干渉縞)などを習うはずです。

しかし、そう教えられて納得できましたか?

それって結局どういうこと?どういう状態?

と思いませんでしたか?

物質が粒子性と波動性を持っているのは認める以外にありません。

しかしその二つの性質が同時に表れている様子をできませんよね。

そんなもやもやを取り去る(かもしれない)一つの考え方が、僕の受けている講義で出てきました。

今回はそれは次のような考え方です。

粒子性と波動性はコインの表と裏のようなもの

「粒子性と波動性はコインの表と裏のようなもの」というのが講義で出てきた考え方です。

この考え方が僕にはハマりました。

例えば十円玉を考えてみましょう。

表の平等院鳳凰堂を見ても、裏の10という数字を見ても私たちはそれを10円玉だと認識します。

ここで大事なのは、

表から見るか、裏から見るかで見え方が違う。

表と裏を同時に見ることができない。

でも、私たちは同じものだと認識している。

ということです。

それと似たようなものだと考えればいいのです。

つまり、「ある実験では粒子としての面が見え、ある実験では波動としての面が見える」ということです。

あるときは粒子としての面を見ているので、そのときは裏側の面である波動性は見えないというわけです。

こういうふうに考えると、何となく納得できる気がしませんか?

さいごに

この考え方は僕の受けている講義の教授が言っていたものです。(完全なパクリ受け売り)

教授は、「粒子と考えたほうが都合がいいときは粒子として見ればいいし、波動として考えたほうがいいときはそうすればいい」と言っていました。

研究者はそういうふうに考えているんですね。

ちなみにですが、十円玉の表裏はちゃんと定められたものではないみたいです。

製造などでの都合上の問題で表を平等院鳳凰堂、裏を数字と決めているみたいですよ。

僕も最近知りました。

ではこのあたりで終わりにしましょう。

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