質問: 波長と光のエネルギー 光のエネルギーは e=hν=hc/λで表され、 波長が短い程、エネルギーが大きくなるのは 知識としては知っているのですが、 なぜ、波長が短い方が、エネルギーが大きくなるのでしょうか。 波長の長い・短いの差により、何が違って、 エネルギーに差が出来るのか教えて下さい。 御存知なら、よい専門書も教えていただけると助かります。 よろしくお願い致します。
回答: 古典力学では、波のエネルギーは振幅の自乗に比例し、振動数とは無関係です。 自乗平均を計算すると周波数の項が消える事でおわかりになるでしょう。 疑問を解くためには、量子力学を勉強して欲しいです。 光だけでなく、電子や原子も波と粒子の二面性を持っている事がわかるでしょう。 以下補足です。 光が波と粒子の二面性を持ち、光子のエネルギーと振動数(波長)の間にご存じのような関係があることは、光電子のエネルギーを測った実験(アインシュタインがこの理論でノーベル賞をもらった)で明らかです。 最初に光子という光の粒子性に着目した人は、プランクです、黒体放射の勉強をして下さい。 ご質問への直接の答えにはなっていませんが、量子力学の世界を古典力学で解釈する事には限界(古典論の適用範囲)があります。