
今日はオープンキャンパスで、量子力学の話をしていたのですが、最後に中学生からこんな質問を受けました:
— だいこもん (@pochomskii) July 27, 2025
中「光って、質量ありますか?」
私「ないです」
中「ですよね。じゃあなんで電子は光がぶつかると動くんですか?」
めちゃくちゃ鋭い質問で、とても嬉しかったです
この中学生が鋭いは、中学で習ったニュートン力学では光量子仮説が説明できない(矛盾する)ことを指摘している点です。こういうのが科学的な視点。 https://t.co/syGeSnd82Q
— ゆきなんとか (@YUKI_nantoka) July 27, 2025
大雑把には、
— だいこもん (@pochomskii) July 27, 2025
・実験によると光は圧力をもつ
・光を粒子の集まりと解釈するなら、その粒子は(質量はないけど)運動量を持たなければ圧力が説明できない
と話しました。まだ運動量を習っていないので、難しかったと思います
そうです。質量はなくても運動量とエネルギーは持っているのが、我々の直感からすると不思議なのだと思います
— だいこもん (@pochomskii) July 27, 2025
そうですね。
— だいこもん (@pochomskii) July 27, 2025
理由としては、マクスウェル電磁気学から決まる光の圧力に一致するように光子の運動量を決めるという話なのですが、中学生にはうまく説明できませんでした
意味や実体は多分だれもわからないのですが、とにかくそういう粒子だと思えば、光を金属にぶつけると電子が飛び出るという実験結果を説明できるって話です
— だいこもん (@pochomskii) July 27, 2025
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