第21章光の量子的な性質The Quantum Nature of Light原書 p.711–742
Section Summary節のまとめ
21.1 Planck and Quantum Nature of Light21.1 プランクと光の量子的な性質
• A blackbody will radiate energy across all wavelengths of the electromagnetic spectrum.• Radiation of a blackbody will peak at a particular wavelength, dependent on the temperature of the blackbody.• Analysis of blackbody radiation led to the field of quantum mechanics, which states that radiated energy can only exist in discrete quantum states.
・黒体は電磁スペクトルのすべての波長にわたってエネルギーを放射する。・黒体の放射は、黒体の温度によって決まる特定の波長で尖る。・黒体放射の分析が量子力学という分野へ導いた。それは、放射されるエネルギーが離散的な量子状態でしか存在しえないと述べる。
21.2 Einstein and the Photoelectric Effect21.2 アインシュタインと光電効果
• The photoelectric effect is the process in which EM radiation ejects electrons from a material.• Einstein proposed photons to be quanta of EM radiation having energy where f is the frequency of the radiation.• All EM radiation is composed of photons. As Einstein explained, all characteristics of the photoelectric effect are due to the interaction of
・光電効果とは、電磁放射が材料から電子をたたき出す過程である。・アインシュタインは、光子を電磁放射の量子であり、エネルギーを持つと提案した。ここでfは放射の振動数である。・あらゆる電磁放射は光子でできている。アインシュタインが説明したとおり、光電効果のあらゆる特徴は
material by a photon of light photon a quantum, or particle, of electromagnetic radiation photon momentum amount of momentum of a photon, calculated by
材料からたたき出された電子 光子 電磁放射の量子、すなわち粒子 光子の運動量 光子の運動量の量。で計算される
quantized the fact that certain physical entities exist only with particular discrete values and not every conceivable value
量子化された ある種の物理的な存在が、考えうるすべての値ではなく特定の離散的な値でのみ存在するという事実
quantum discrete packet or bundle of a physical entity such as energy
量子 エネルギーなど物理的な存在の離散的な包み、あるいは束
ultraviolet catastrophe misconception that blackbodies would radiate high frequency energy at a much higher rate than energy radiated at lower frequencies
紫外破綻 黒体が、低い振動数で放射されるエネルギーよりはるかに大きな割合で高い振動数のエネルギーを放射するという誤った考え
individual photons with individual electrons. • The maximum kinetic energy KEe of ejected electrons (photoelectrons) is given by where hf is the photon energy and BE is the binding energy (or work function) of the electron in the particular material.
個々の光子と個々の電子の相互作用による。 ・たたき出された電子(光電子)の最大の運動エネルギーKEeはで与えられる。ここでhfは光子のエネルギー、BEはその特定の材料での電子の結合エネルギー(すなわち仕事関数)である。
21.3 The Dual Nature of Light21.3 光の二重性
• Compton scattering provided evidence that photon-electron interactions abide by the principles of conservation of momentum and conservation of energy. The momentum of individual photons, quantified by , can be used to explain observations of comets and may lead to future space technologies.
・コンプトン散乱は、光子と電子の相互作用が運動量保存とエネルギー保存の原理に従う証拠を与えた。・で表される個々の光子の運動量は、
comets and may lead to future space technologies. • Electromagnetic waves and matter have both wave-like and particle-like properties. This phenomenon is defined as particle-wave duality.
彗星の観察を説明するのに使え、将来の宇宙技術へつながりうる。 ・電磁波も物質も、波らしい性質と粒子らしい性質の両方を持つ。この現象を粒子と波の二重性と定める。