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物質波と波動関数の変更点

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!!!物質波
アインシュタインは、光量子仮説の論文で、それまで波と考えられていた光が、飛び飛びのエネルギー値を持つ量子、つまり、物質的性質があることを示した。その論文を読んだド・ブロイ{{fn どーでもよいことだが、何故、彼のことはド・ブロイと呼ぶのだろう?単にブロイじゃだめなの?}}は、逆に、物質にも波の性質があってもおかしくないのではないかと考えた。そして、全ての物質は、運動量{{fn どの運動系を基準にするのだろうか?}}に反比例する波長の物質波としての性質があるという仮説を発表した。そして、この仮説は、シュレディンガー方程式によって、ボーアの原子モデルの理由付けとなることが分かった。

さて、全ての物質に物質波があるなら、例えば、野球のボールなどにも物質波があるはずである。しかし、野球のボールが波のように拡がって飛んでいく様子を見ることは出来ない。それは、運動量に反比例する波長があまりに短すぎるため、拡がりが観測限界以下になって、全く観測されないということらしい。
//余談だが、物質派を何とか肉眼で観測する方法がないのだろうか。光学的手法{{fn 光学顕微鏡}}で観測可能な範囲で極力小さく軽い物質に、真空状態で微小な速度を与えればどうだろう。これでも観測できないほど短い波長になってしまうのだろうか。
//!!縦波?横波?
//良く電磁波は横波だと言われるが、正確には、縦波でも横波でもない。電磁波とは、電界と磁界の振動であり、これらは向きと強さを持つ。この向きが、進行方向に垂直であるがために横波と言われる。しかし、電界も磁界も、物差しで測れるような物理的大きさを持っているわけではない。電界や磁界の強さの単位は長さの単位とは違う。だから、電磁波は、進行方向と垂直に振動しているわけではなく、電界や磁界が強くなったり弱くなったりしているだけに過ぎない。

//物質波については、良く分らない。しかし、電磁波と同様、縦波でも横波でもないだろう。だから、仮に、物質波を肉眼で観測できたとしても、その振動の様子を目で見ることが出来るわけではない。
!!拡がらないけど拡がる波
物質波は、他からの力を受けない限り(厳密に言えば屈折しない限り)、球状に拡がる波、もしくは、その一部である。
ここで、とてつもなく長い距離を進行する球状の波を考えてみる。
そして、この波を、その起点を頂点とした錐形で切り取ってみる。
この時の角度を極限まで小さくすると、切り取った波は拡がらずにほぼ直進する波となる。

このように、球状に拡がる波の一部であっても理論的に拡がらない波も存在し得る。
レーザー光線などは、正にそうである。
では、レーザー光線は全く拡がらないかと言えば、そうでもない。
何故なら、波には回折という現象があるからである。
レーザー光線も、回折によって拡がってしまうのである。

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