光の三つの革命

　光は大きく分けて3つの革命によってその特性が語られてきました。

■　一つめの革命

　17世紀のイタリア人天文学者のガリレオガリレイ（Galileo Galilei、1564.2.15　-　1642.1.8）です。 彼は、それまで概念的で哲学的だった『光』を科学の対象としてとらえ、実験によって光をとらえようとしました。 1609年、天体望遠鏡を作ったのもガリレオでした。 彼は、光の速度を求めようと実験を試みます。 彼は、面白いことに、光は粒子であると信じていました。 当時は、まだ光が波であるという現象が認識されず、話題にされなかったのです。 ニュートンでさえ光は粒子であると信じていました。

■　二つめの革命

　1867年、英国人物理学者マクスウェル（James Clerk Maxwell、1831-1879）の唱えた電磁波論です。 ここで、光は波であることが決定づけられます。 ニュートン（Sir Isaac Newton: 1642-1727）が粒子説を唱え、ホイヘンス（Christiaan Huygens、1629-1695）が波動説を唱えて、 それ以降、二分していた光の属性が、ヤングによって波であることに軍配が上がり、 マイケル・ファラディーの電気と磁気に関する研究によって、 これらの基本定数から計算される方程式のある定数値が、光速と不思議な一致示すことから、 マクスウェル（James Clerk Maxwell、1831-1879）が光 = 電磁波を着想し定義づけました。

■　三つ目の革命

　1905年ドイツ人物理学者アインシュタイン（Albert Einstein：1879-1955）の唱えた光量子説です。 1900年、同国のマックス・プランクが発見したエネルギーの飛び飛びの値をとるふるまいについて、 アインシュタインは、光が粒子であり1個1個として振る舞うことを定義づけました。 彼は、これを光子（フォトン = photon）と呼んだのです。 アイシュタインといえば、難しい相対性原理があまりにも有名ですが、 この原理の元となるのは、光は粒子であると仮説し、運動のスピードは光速を越えられないこと、 質量とエネルギは等価であるという大発見に根ざしています。 アインシュタインによれば、 「光は粒子の一種であり、エネルギーが hν、運動量が hν/cの塊として光速 c で飛んでいる。」 と定義しました。 フォトンの発見は、レーザへの道を開くことになりました。

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