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フォトン photon

翻訳|photon

世界大百科事典 第2版の解説

フォトン【photon】

光子,光量子ともいう。物質は光(電磁波)をエネルギーの塊として吸収し,あるいは放出する。そのエネルギー塊の大きさは電磁波の振動数νで決まり,プランク定数hとしてhνと書ける。この塊の大きさは相手の物質によらないから,これは物質との相互作用の機構によるものではなく,光の本性とみなければならない。この塊は,また大きさhν/cの運動量とh/2πの自転角運動量(スピン)をもつ(cは光の速さ)。光のエネルギーと運動量のこの塊をフォトンと命名したのはG.N.ルイスで1926年のことであった。

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ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典の解説

フォトン

光子」のページをご覧ください。

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日本大百科全書(ニッポニカ)の解説

フォトン
ふぉとん

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世界大百科事典内のフォトンの言及

【宇宙】より

… 第3は物質とともに宇宙を構成している光の大局的な分布についてで,A.A.ペンジアスとウィルソンR.W.Wilson(1936‐ )によってマイクロ波電波として検出された(1965)宇宙背景放射は,その後の観測によって約3Kの黒体放射であることが確かめられた。この温度における黒体放射のフォトンの数密度は約5.5×108/m3であるので,現在の宇宙では平均するとフォトンと核子(陽子,中性子)の個数比は10億程度であることを示している。
【宇宙論】

[有限宇宙から無限宇宙へ]
 コペルニクスの時代に至るまでの宇宙は,恒星天に囲まれた有限な宇宙であった。…

【光電効果】より

…アインシュタインは,光は波としての性質のほかに粒子としての性格も合わせもっていると考えた。すなわち振動数νの光は,エネルギーがhνである粒子(光子,またはフォトンという)としてふるまい,その強度は光子の数に比例するという仮説を立てた。ここで定数hは,これより少し前に黒体放射スペクトルを説明するのにM.K.E.L.プランクが導入したプランク定数に等しいとアインシュタインは考えた。…

【相互作用】より

…これらのいずれの相互作用もゲージ粒子と呼ばれるスピン1(重力相互作用の場合はスピン2)の粒子によって媒介されると考えられている。それぞれのゲージ粒子は,重力の場合はグラビトン(重力子),電磁力はフォトン(光子),弱い力はZ粒子(Zボソン)およびW粒子(Wボソン),強い力はグルオンであるが,このうちグラビトンについてはまだ粒子として発見されているわけではなく,またグルオンは理論的にふつうの状態では独立した粒子として観測されることはないと予想される。さらに上記の4相互作用のほかにヒッグス粒子と呼ばれるスピン0の基本粒子によって媒介される相互作用が存在する可能性があり,ゲージ粒子も上記の4種類のほかにいくつか存在する可能性もある。…

【素粒子】より

…このように物理学が対象とした万物が原子からなり,その原子がすべてこの3種類の小さな粒子(陽子,中性子,電子)でできているとすれば,これらの小さな粒子こそ,もっとも基本的なものであり,このためこれらの粒子は自然を構成する素元的な粒子という意味で〈素粒子〉と呼ばれるに至ったのである。第2次世界大戦前までに,この3種類の粒子のほかにも,光子(フォトン),中性微子(ニュートリノ),電子の反粒子である陽電子などが素粒子の仲間に加えられ,素粒子の種類も増えていったのであるが,素粒子の存在が明らかになったことでミクロの世界の探究は一段落し,素粒子がミクロの世界の主役となった。 第2次大戦後は宇宙線研究の進歩や加速器の発達もあって続々と新しい素粒子が発見され,現在ではその数は何百にも達している。…

【場の量子論】より

…量子化された場は,量子と呼ばれる粒子の集団と同等であることが示される。例えば電磁場を量子化すればフォトン(光子)という量子の集団となる。一方,質点の量子力学(例えば電子の理論)では,状態はシュレーディンガーの波動ψ(x,t)で表され,これも場である。…

【光】より

…現在では光速度の値として, c0=2.99792458(1.2)×108m/sが得られているが((1.2)は下端の桁の誤差),これは一つのレーザーの発する光の波長λ0と振動数νとを測定し,c0=λ0νなる関係を使って求められたものである。 さて,光は波動であるが,その振動数をν,真空中の波長をλ0としたとき,物質との相互作用の際に,Ehνのエネルギーと,向きが光の進行方向で大きさがph0の運動量をもつ粒子としてふるまい(hはプランク定数),この粒子をフォトン(光子)と呼ぶ。
【波動としての光】
 光学の歴史は古く,古代ギリシアのユークリッド(エウクレイデス)は光が直進することや反射の法則について記述を残しているが,光学が近代的学問としての装いを整えるようになるのはさまざまな光学器械が登場する16世紀以降のことであり,また,これに伴って,光の本性をめぐっての論争も活発化する。…

【量子力学】より

…だからといって電子が分解して空間に拡散してしまったわけではなく,電子の位置を観測すれば電子は(かけらではなく,まるまる)1点に見いだされることになり,ここに粒子性が現れるのである。また光は,波動のようにふるまって回折したり干渉したりもするが,たとえば電子に衝突する場合には一定のエネルギーと運動量をもったかたまり(光子,フォトン)の姿で現れる。原子が光をだす場合にも,光はじわじわとにじみ出るのではなくエネルギーのかたまりとして瞬間的に出るのである。…

※「フォトン」について言及している用語解説の一部を掲載しています。

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