回折と光の属性

どうして素人の私が『物理学』の原理を探求して、ブログ等で論じなければならない事態に至ったのだろうか。

(2015/06/28)この部分の記事削除した。

光の属性光の属性 光をどのように認識するかを端的にまとめてみた。光を振動数で認識するのが、量子力学や光学の専門的基本概念になっている。しかしそんな認識では、様々な光が呈する現象を理解する事は出来ない。今回は『回折』を取り上げる。その理解のためには、光の属性として、3つ程基本に挙げた。①エネルギー密度の縦波である。②光は振動等していない。③直進性と拡散性を光の呈する現象の基に持っている。特に、①と③がここで論じる『回折現象』の理解に必要である。

エネルギー密度の縦波 エネルギー密度の縦波

もう何度も示した光の縦波模様の図である。光が横に触れるような振動波形で解説されているのが、普通の専門書や教科書である。何が横に触れるかの説明が出来ないような解説図は、どう見ても学習者はただ『暗記学習』の訓練をするだけになろう。Attribute of Light

直進性と拡散性 光は空間を伝播する時、ほぼまっすぐ直進すると基本認識している。しかし、必ず光の中心から逸れて、横に漏れるのも基本的特性である。空間を伝播するに、そのエネルギーの縦波であれば、エネルギーが漏れて伝播効率が落ちるのもやむを得ない。このような光の拡散も基本的属性である。Diffraction

回折現象の正体 光の干渉縞も、実験で見た事が無い。2つのスリットを通して、光の干渉が起きるのも基本的物理現象として、理解している人が多かろう。そのスリットを光が通ると、出口側で、光が回折して、本来なら陰になる方向まで光が曲がる現象を『回折』というと理解している。ホイヘンス・フレネルの原理などで専門的な解説がなされている。しかしその解説を読んでも、少しも納得できない。何故回折するかの物理的説明になっていないと思う。これこれの法則でこのように解釈すれば、昔からの皆が最大公約的に共通認識で定まっているから、その通りに覚えなさい。それで、大学入試試験には合格する事請け合います的な論法で済んでいる。素人の解釈で誠に申し訳ないが、光をエネルギーの縦波と捉えれば、スリットに入ってから出るまでの間に、光のスリットの側面と接触する部分があり、そこでその障害物との間で相互作用が起きる筈である。これも光エネルギーの物体との摩擦現象になると考える。所謂『近接作用』現象である。エネルギー波が接触すれば、上の図のように、摩擦により遅れとエネルギーロスが起きる筈である。その結果、出口でスリットに近い部分の光のエネルギー量は減少する事になり、そこに光が拡散する現象を引き起すと考える事ができる。そのエネルギーの廻り込みとして光が広がるのである。

(2013/07/28)追記。上の記事の摩擦と言う文章を読みながら、スリットが超伝導体に開いている場合は意外に光エネルギーのロスが無いかも知れないと思った。回折現象が起きにくいと。自分の超伝導の原理解釈は、導線に電磁エネルギーが進入しない現象と認識しているから。導線表面でのエネルギーの反射で、損失にならないのだと。

上に述べた解釈は、いろいろの現象に対して、新たな解釈を迫ると理解している。『重力波』等の存在は信じられない。水星の近日点による光の重力曲がり観測(アインシュタインの予言と1919年、イギリス観測隊)についても誤解と認識する。

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