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光子【こうし】

ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典

光子
こうし
photon
フォトンともいう。光の粒子のこと。光は干渉や回折の現象を示し,電磁波の1種と考えられていたが,1905年 A.アインシュタインプランクの量子仮説を発展させて振動数νの光をエネルギー hν ( h はプランク定数) の粒子とみなすことによって光電効果を説明した。この光の粒子が光子または光量子であって,のちに電子によるX線のコンプトン散乱をもみごとに説明した。光の波動性と粒子性は量子力学によって正しく理解されるようになった。場の量子論によれば,光子は電磁場の量子で,質量0,スピン1,ボース統計に従う素粒子である。また荷電粒子の間のクーロン引力は仮想的な光子の交換によって生じる。

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知恵蔵

光子
光の粒子。光の実体を「粒」とする粒子説と「波」とする波動説の論争は、干渉実験などで波動説が優位に立ったが、1905年、A.アインシュタインは、光を受けた物質が電子を出す光電効果を、光を1粒、2粒と数える光量子の考え方で説明した。量子力学は「光は粒子であり、波である」とみる。1粒のエネルギーは、振動数ν(ニュー)の光でhν(hはプランク定数)。質量はゼロ。スピンは1。
(尾関章 朝日新聞記者 / 2007年)

出典:(株)朝日新聞出版発行「知恵蔵」

デジタル大辞泉

こう‐し〔クワウ‐〕【光子】
電磁波として知られる光を、量子論の立場からとらえた場合の粒子で、質量零、スピン整数の素粒子。記号γ フォトン。光量子。

出典:小学館
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栄養・生化学辞典

光子
 →光量子

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素粒子事典

光子

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世界大百科事典 第2版

こうし【光子】

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大辞林 第三版

こうし【光子】
光は波動と粒子の二重性をもち、振動数 ν (ニユー)の光(電磁波)は h ν( h はプランクの定数)のエネルギーをもつ量子として振る舞う、その量子をいう。光子は、電磁場の量子化によって現れる電磁相互作用を媒介する素粒子(ゲージ粒子)で、スピンは 1 、質量は 0 、つねに光速で進行する。記号 γ  フォトン。光量子。

出典:三省堂
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日本大百科全書(ニッポニカ)

光子
こうし
素粒子の一つで、光の場の粒子。光は電磁波としてよく知られているが、量子論に従えば粒子の性質もあわせもっていることになる。プランクの量子仮説によると、エネルギーはすべて不連続で有限な値を単位とした量子として存在する。物質が光を放出したり吸収したりするのは連続的な電磁波としてではなく、1個の量子が振動数νに比例するhν(hはプランク定数)のエネルギーの量子としてその過程に関与する。振動数νの光が伝播(でんぱ)するというのは、エネルギーhνの粒子すなわち光量子が飛んでいくのと同じで、その進行方向にhν/ccは真空中の光速度)の運動量をもっている。これをアインシュタインの光量子仮説という。光量子を他の電子、陽子、中性子などと同じように素粒子と考える立場から光子またはフォトンとよぶ。
 光を光量子として考えてよいことは光電効果やコンプトン効果によって実証された。すなわち光量子1個と電子との衝突と考えることによって説明される。光量子説によれば、光量子のエネルギーはその振動数に比例するから、振動数の高い光ほど、いいかえれば波長の短い光ほど粒子性は顕著になる。そして金属のような物質に当てると、そこからエネルギーの高い電子が飛び出してくる(光電効果)。波長が長いと1個当りのエネルギーが小さく、電子は放出されない。したがって光量子を1個ずつ測定することは不可能になる。光量子のエネルギーが小さいと、同時にたくさんこなければ観測にかからない。このような場合は事実上、電磁波を連続的な波として取り扱ってよい。光の波動性と粒子性は量子力学によって矛盾なく理解される。場の量子論では種々の場を量子化することによってその場に伴う粒子の性質を導くことができるが、光子はマクスウェルの方程式に従う電磁場を量子化して得られる素粒子である。そしてスピン1(単位はh/2π)でボース‐アインシュタイン統計に従う。[村岡光男]

出典:小学館 日本大百科全書(ニッポニカ)
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